• 沒有找到結果。

針對弛緩時間,我們進一步作詳細分析。由對不同軸向的樣品量測的數 據,可以清楚地比較準粒子在三個軸向上弛緩的行為,例如我們將60K 的 ΔR/R 曲線換成對數座標,則圖2 -12 中沿 b 軸的 ΔR/R 會清楚展現兩個遲緩時間(也 就是兩個斜率),而沿 c 軸或 ab 對角線只有一個弛緩時間。這結果強烈顯示準 粒子在YBCO 中的弛緩過程是有方向性的。圖 14(b)清楚的顯示這個現象:當 溫度低於

T

c時,沿b 軸弛緩的準粒子會比正常態時多出一個較慢的弛緩過程(τB 大約數個皮秒,ps),而且越接近 Tc時越大。這是由於超導能隙在接近

T

c時變 得比較小,導致準粒子回復成古柏對的效率變差,因此使這個與超導能隙有關 的長弛緩時間在接近

T

c時呈現發散的情形。但不管是沿c 軸或 ab 對角線皆只 有一個較快的弛緩時間(τA大約次皮秒,sub-ps)。

圖2 -12 (a) 在 60K 時不同軸向的ΔR/R。(b)準粒子在不同軸向之弛緩時間隨溫度的變 化,這些弛緩時間是利用公式適配ΔR/R 的實驗數據而得。

我們亦分析對(001)YBCO 薄膜的量測結果,在 ab(銅氧)平面上也觀察到類 似 b 軸的兩個弛緩時間,因為(001)薄膜的 a、b 軸在平行基板的平面上是隨機 排列的,沒有特定的方向性,因此無法解析出各軸向上的準粒子弛緩行為,而 只能獲得銅氧平面上各個軸向的平均結果。

另外,我們也對同一片樣品進行控氧的動作,並探討在不同氧含量的情形 之下,弛緩時間對溫度的變化情形。對同一片樣品控制不同氧含量來做量測,

可以確保弛緩時間變化情形,是因為氧含量的不同所造成,而非其他因素的影 響所造成。

50 100 150 200 250 300

Relaxation time (ps)

Temperature (K)

Relaxation time (ps)

Temperature (K)

Normalized relaxation time

T / T

c

Normalized relaxation time

T / Tc

Relaxation time (ps)

Temperature (K)

Relaxation time (ps)

Temperature (K)

Relaxation time (ps)

Temperature (K)

1 0.1

1 10

Segre et al. [1]

Segre et al. [1]

Luo et. al. --- Fig. 4 0.5

(T / Tc)3

ab-diagonal Tc = 90.2 K Tc = 52.4 K

Decay rate(ps-1 )

T/Tc

由以上的結果,我們又再次的証實,在ab 平面上銅氧化物超導體的各向異 性特質。並且知道,這些變化是由一個與溫度有關的超導能隙Δ(T)和一個與溫 度無關的偽能隙Δp所主宰。

當樣品是在缺氧的情形時,參考圖2 -13,沿著 b 軸方向的遲緩時間發散情 形,變得比滿氧時來得小,而且整體的遲緩時間也比滿氧樣品來得短。經由適 配可以得到Δ(0)~560K。另外,比較特別的是,在

T > Tc 的時候。在滿氧樣品

中,沿著b 軸方向的遲緩時間,在 T > Tc 時是趨近一個定值;但在缺氧樣品當

中,當

T > Tc 時的情形,與沿著 ab 對角線軸向的情形類似。所以我們可以看

出,準粒子的遲緩行為,是同時受到超導能隙與偽能隙兩者的影響。

現在我們進一步分析沿著ab 對角線軸向的樣品,在缺氧時的情形。參考圖 2 -14,在缺氧時,沿著 ab 對角線軸向的弛緩時間,還是一樣隨著溫度降低而 增加,不過比較特別的是,增加的趨勢比滿氧樣品來得快。

綜合從(110)與(100)釔鋇銅氧樣品,分別控制其氧含量,量測不同軸向的激 發探測實驗數據,由這些數據,我們得到沿b 軸方向的遲緩時間─即沿節線方 向的準粒子弛緩行為,與沿著ab 對角線軸向的遲緩時間─即沿反節線方向的準 粒子弛緩行為,有很大差異,顯示兩者弛緩過程的二向性行為。我們發現,即 使不在極低的光激發功率密度的實驗條件下,沿著ab 對角線軸向的遲緩時間,

仍可得到和參考文獻[49,51]類似行為,如圖 2 -15 所示,左圖圓圈和右圖紅色星 形和藍色菱形,均是我們的實驗數據。顯示這些結果均對應節線方向或非超導 的準粒子弛緩行為。而沿b 軸方向的準粒子,對應反節線方向的準粒子弛緩行 為,即遵行一般超導強聲子瓶頸效應的弛緩行為。

圖2 -15 即使不在極低的光激發功率密度的實驗條件下,我們的實驗數據仍可得到和參考 文獻[49,51]類似的弛緩行為。

0.4 0.8 1.2 1.6 沿ab 對角線的變化只需要式(3)即可適配的很好。上述結果清楚顯示(001)YBCO 薄膜的結果,因為a、b 軸在平行基板的平面上是隨機排列的,沒有特定的方向

相關文件