- TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---o0o---. - TÌM HIỂU MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG TRONG HỆ HỢP CHẤT THIẾU LANTAN La – Ca – Mn – O 3. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC. - Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo cùng các cán bộ làm việc tại Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp đã quan tâm giúp đỡ tận tình về kiến thức cũng như tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.. - DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU. - CHƢƠNG 1: TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU PEROVSKITE ABO 3. - Tìm hiểu về cấu trúc tinh thể hệ vật liệu Perovskite ABO 3. - Ảnh hưởng của trường tinh thể bát diện BO 6 trong vật liệu ABO 3. - Cấu hình spin của các điện tử d trong trường tinh thể bát diện BO 6. - Các tương tác trao đổi trong hệ vật liệu Perovskite ABO 3. - Tương tác siêu trao đổi (Super exchange - SE. - Tương tác trao đổi kép (Double exchange - DE. - Sự cạnh tranh giữa hai loại tương tác AFM và FM trong hợp chất manganite có pha tạp. - Hiệu ứng méo mạng Jahn – Teller. - Tìm hiểu giản đồ pha của hệ Perovskite La 1-x Ca x MnO 3. - Một số đặc điểm của vật liệu Perovskite La 1-x Ca x MnO 3-δ thiếu lantan. - Hiệu ứng từ nhiệt trong vật liệu Perovskite La 1-x Ca x MnO 3-δ. - Hiệu ứng từ trở khổng lồ (CMR) trong Perovskite manganite. - Cơ chế tán xạ phụ thuộc spin. - Phương pháp đồng kết tủa. - Phương pháp sol – gel. - Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. - Phép đo nhiễu xạ bột Rơn - Ghen ở nhiệt độ phòng. - Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán sắc năng lượng ( EDS. - Đo từ hóa phụ thuộc nhiệt độ bằng phương pháp từ kế mẫu rung. - Phép đo điện trở. - 2.2.5.Hiệu ứng từ nhiệt. - Phép đo từ trở. - Chế tạo mẫu nghiên cứu. - Phép đo từ độ phụ thuộc nhiệt độ trong vùng 77 K. - Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. - Phép đo hiệu ứng từ nhiệt. - Xác định hiệu ứng từ trở trong hợp chất La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Giá trị các hằng số mạng và thể tích ô cơ bản của hợp chất thiếu Lantan. - La Ca MnO. - Các thành phần tính theo hợp thức danh định và thành phần xác định từ phép đo EDS của hợp chất La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Mn 4+ và sự tồn tại của các chuyển pha điện và từ trong các vật liệu perovskite chứa Mn. - Độ biến thiên entropy từ của hợp chất La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - trong hợp chất La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Hình dạng của các hàm sóng e g : (a) d x 2 y 2 , (b) d z 2. - Sự phụ thuộc của năng lượng toàn phần E, P và vào trạng thái spin của các điện tử. - Hình 1.10. - Giản đồ pha của hệ La 1-x Ca x MnO 3 [29. - Hình 1.12. - Mô hình hai dòng về sự tán xạ của các điện tử trong các cấu trúc từ. - Hình 1.13. - Sơ đồ tóm tắt quá trình chế tạo mẫu bằng phương pháp sol-gel. - Sơ đồ khối của kính hiển vi điện tử quét (SEM. - Sơ đồ chi tiết hệ đo điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò. - Sơ đồ quy trình chế tạo mẫu nghiên cứu perovskite bằng phương pháp gốm. - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - đo ở nhiệt độ phòng. - Kết quả phân tích EDS của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Ảnh chụp bề mặt của mẫu bởi kính hiển vi điện từ quét (SEM. - Sự phụ thuộc của từ độ theo nhiệt độ của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Sự phụ thuộc cúa hệ sô từ hóa động ac theo nhiệt độ. - của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Sự phụ thuộc của điện trở theo nhiệt độ của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Đường cong từ hóa đẳng nhiệt của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Đường cong biến thiên entropi từ của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - Hình 3.10. - Hình 3.11. - phụ thuộc từ trường (H = -03T – 0,3T) ở các nhiệt độ 225K, 256K và 162K của mẫu La 0,45 Ca 0,43 MnO 3. - MCE Hiệu ứng từ nhiệt.. - AFI Phản sắt từ - Điện môi. - MR Hiệu ứng từ điện trở.. - FM Sắt từ. - SEM Kính hiển vi điện tử quét.. - FMI Sắt từ - Điện môi. - M FC : Từ độ của mẫu sau khi được làm lạnh trong từ trường.. - M ZFC : Từ độ của mẫu sau khi được làm lạnh không từ trường.. - T C : Nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (nhiệt độ Curie).. - T CO : Nhiệt độ chuyển pha trật tự điện tích.. - T P : Nhiệt độ chuyển pha kim loại - điện môi.. - Tham số biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt. - đều gắn liền với vật liệu, đặc biệt là các ngành kỹ thuật cao, nhu cầu sử dụng các vật liệu có tính năng đa dạng và chất lượng cao đang trở thành vấn đề thiết yếu. - Do đó việc tìm tòi, nghiên cứu và phát triển những vật liệu đã trở thành một trong các hướng mũi nhọn của các nước.. - Trong số các vật liệu từ đã được biết đến thì vật liệu có cấu trúc Perovskite ABO 3 , trong đó A là nguyên tố đất hiếm, B là nguyên tố kim loại chuyển tiếp được nghiên cứu tương đối rộng rãi và trở nên phổ biến trong lĩnh vực khoa học vật liệu mới, mà đặc biệt là các vật liệu Perovskite chứa mangan [27].. - Hệ vật liệu Perovskite La Ca MnO 1 x x 3. - có những tính chất vô cùng phức tạp và hấp dẫn, tuy nhiên nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (nhiệt độ Curie) còn thấp hơn nhiệt độ phòng khoảng 30K. - Do đó yêu cầu đặt ra cho các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước là tìm cách nâng cao nhiệt độ chuyển pha Curie lên càng gần nhiệt độ phòng càng tốt [4].. - Một trong những vật liệu quan trọng thuộc họ vật liệu Perovskite đó là đó là hệ Perovskite thiếu Lantan La Ca. - Trong hệ Perovskite thiếu Lantan có đầy đủ các tính chất đặc trưng của hệ vật liệu Perovskite, đặc biệt nó khắc phục được một số nhược điểm của hệ vật liệu Perovskite đủ Lantan đó là có hiệu ứng từ nhiệt lớn, nhiệt độ chuyển pha Curie cao, cỡ nhiệt độ phòng, đây là đặc điểm quan trọng cho việc ứng dụng.. - Trong quá trình nghiên cứu hệ vật liệu Perovskite, cơ sở chủ yếu để giải thích cho tính chất điện và từ của vật liệu là dựa trên các cơ chế tương tác DE và SE [15,18,33, 35]. - Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy việc vận dụng các mô hình tương tác trao đổi vẫn chưa đạt được hiệu quả tối ưu để giải thích cho tính chất của hệ vật liệu này. - Chính vì vậy việc bổ sung vào mô hình này các hiệu ứng méo mạng Jahn – Teller và những thay đổi động học spin trong vùng xung quanh giá trị nhiệt độ chuyển pha Curie đã đóng vai trò quan trọng.. - [1] Nguyễn Hữu Đức (2004), Giáo trình: Vật liệu từ liên lim loại, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. - [2] Vũ Thanh Mai (2007), Nghiên cứu các chuyển pha và hiệu ứng thay thế trong các perovskite maganite, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội.. - [3] Đỗ Hồng Minh (2005), Luận văn Th.S KH „„Tính chất vật lý trong hệ hợp chất Perovskite Manganite gốc Lantan’’.. - [4] Đào Nguyên Hoài Nam (2001), Các tính chất thủy tinh từ trong một số vật liệu perovskite ABO 3 , Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội.. - [5] Nguyễn Huy Sinh, Nguyễn Phú Thùy, Hoàng Đức Quang (8/2001), Một số tính chất của hợp chất La 1 - x Ca x MnO 3 , Báo cáo Hội nghị Vật lý Chất rắn toàn quốc lần thứ III – Nha Trang.. - (1997), „„Effect of Fe doping in the solossal magnetoresistance La 1-x Ca x MnO 3. - (2008), “Structure and electrical transport properties of nanosized La 0,67 Ca 0,33 MnO 3 sample synthesized by a simple low-cost novel route”, Pramana Journal of Physics (Indian Academy of Sciences), Vol 70, No 4, pp.697- 704.. - (1986), Introduction to Solide state Physcs, Sixth edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, Chichester, Brisbance, Toronto, Singapore, tab.1, pp.55.. - [24] Michael Ziese, (2001), Spin Electronics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp.89-116.. - [26] Nguyen Huy Sinh (2004), Electrical properties and magnetic properties of the compounds Perovskite La Ca MnO 1 x x 3. - (2001), “Magnetic in La 0,67 Pb 0,33 (Mn 0,9 TM 0,1 )O 3 (TM = Fe, Co, Ni) CMR perovskite”, J.Magn, Magn, Mater, 226-230, pp.831-833.. - (1997), “Colossal Magneto resistance and Charge Ordering in La 1-z Ca x MnO 3. - Journal of Applied Physics, 81, pp.5337- 5342.. - [36] Vu Thanh Mai, Nguyen Huy Sinh, Nguyen Anh Tuan, Do Hong Minh (2004), Magnetic properties and existence of charge - ordering state in La Ca MnO 1 x x 3 system