- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của PEROVSKITE La1-xSrxMnO3. - Luận văn ThS ngành: Vật liệu và linh kiện nanô Mã số: (Đào tào thí điểm) Người hướng dẫn: TS. - Abstract: Giới thiệu tổng quan về một số tính chất đặc trưng của La1-xSrxMnO3 như:. - cấu trúc tinh thể, hiện tượng méo dạng Jahn - Teller, các loại tương tác xảy ra trong hợp chất này và sự biến đổi tính chất từ nồng độ pha tạp và kích thước. - Trình bày các phương pháp thực nghiệm: phương pháp chế tạo, phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái học và tính chất từ của các mẫu chế tạo. - Đưa ra một số kết quả nghiên cứu về các phép đo nhiễu xạ tia X, các phép đo từ và tính chất của vật liệu dưới dạng chất lỏng từ. - Khoa học vật liệu. - Vật liệu Nanô. - Những ứng dụng của công nghệ nanô trong một số lĩnh vực sản xuất và đời sống đã được ghi nhận như: năng lượng, truyền thông, quân sự, môi trường. - Một trong những ứng dụng đầy tiềm năng của công nghệ nanô là ứng dụng vào lĩnh vực y - sinh.. - Bằng chứng là một số vật liệu từ có cấu trúc nanô có khả năng ứng dụng để chuẩn đoán và điều trị bệnh. - Các vật liệu composite từ tính là một ví dụ có những ứng dụng đầy hứa hẹn trong lĩnh vực y - sinh như: phân loại tế bào, làm sạch các phân tử sinh học, vận chuyển thuốc trong hệ thống mạch máu, làm chất đánh dấu trong ảnh cộng hưởng từ hạt nhân hay là môi chất trung gian để phá huỷ cục bộ các tế bào ung thư bằng phương pháp từ nhiệt.. - Hiện nay, phương pháp nhiệt trị sử dụng các hạt từ có kích thước nanô mét phân tán dưới dạng keo đang là liệu pháp đầy hứa hẹn trong điều trị bệnh ung thư bổ trợ cho các phương pháp xạ trị và hoá trị truyền thống. - Năng lượng nhiệt được sinh ra do sự chuyển hoá từ năng lượng điện từ của các hạt nanô từ sang năng lượng nhiệt. - Về nguyên tắc thì phần lớn các vật liệu từ đều có thể đáp ứng được yêu cầu này. - Tuy nhiên, với các vật liệu có nhiệt độ chuyển pha từ quá cao thì thường gây ra hiện tượng quá nhiệt. - Vì vậy việc lựa chọn các vật liệu có nhiệt độ chuyển pha phù hợp với mục đích này là một sự lợi dụng độc đáo sự phụ thuộc của tính chất từ vào nhiệt độ để khắc phục hiện tượng quá nhiệt. - Vì mỗi một vật liệu từ đều có một nhiệt độ. - chuyển pha Curie nhất định. - Tại nhiệt độ chuyển pha vật liệu sẽ mất từ tính nên nó không thể chuyển hoá năng lượng điện từ thành năng lượng nhiệt được nữa. - Nhiệt độ Curie là nhiệt độ cao nhất mà các hạt từ có thể đạt được. - Vậy nên, lựa chọn các vật liệu từ có nhiệt độ chuyển pha phù hợp là cách thông minh nhất trong phương pháp thân nhiệt cục bộ bởi trong trường hợp đó các hạt từ vừa đóng vai trò nguồn cung cấp nhiệt vừa giữa vai trò là cầu chì ngắt nhiệt.. - Thông thường, các hạt ôxit sắt Fe 3 O 4 được biết đến như là vật liệu từ dùng cho các ứng dụng y - sinh học bởi tính ít độc tố, ít bị đào thải, có mômen từ lớn và nhiệt độ Curie (T C ) cao.. - Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, các vật liệu có nhiệt độ làm việc trên nhiệt độ phòng đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt. - Trong trường hợp này, các vật liệu có nhiệt độ chuyển pha Curie tương đối thấp mà tại đó các quá trình chuyển pha sắt từ - thuận từ và chuyển pha kim loại - điện môi xẩy ra, là các vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong y - sinh học. - Các hạt nanô từ có nhiệt độ T C gần với dải nhiệt độ dùng cho phương pháp trị nhiệt C) có thể sử dụng như nguồn hấp thu nhiệt và vận chuyển thuốc dưới tác dụng của nhiệt độ và từ trường.. - Việc tìm ra vật liệu phù hợp vẫn thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học và người ta thấy rằng perovskite trên nền manganite La 1 x A x MnO 3 (A là ion hoá trị hai Ca, Sr. - Mặc dù hợp chất gốc là chất điện môi phản sắt từ nhưng sự thay thế ion La 3+ bằng ion A 2+ làm cho tính chất vật lý của hợp chất La 1 x A x MnO 3 thay đổi mạnh. - Sự thay thế này làm thay đổi trật tự của hệ, làm méo dạng cấu trúc, dẫn đến các chuyển pha sắt từ - thuận từ, phản sắt từ - sắt từ, kim loại - điện môi… Vì vậy, bức tranh vật lý trên hợp chất pha tạp rất phức tạp và phong phú. - Những hướng nghiên cứu trên các hợp chất này do đó cũng đa dạng cả về lý thuyết lẫn thực nghiệm.. - Sự quan tâm đặc biệt của chúng tôi trên hợp chất này là tập trung nghiên cứu tính chất từ của chúng ở kích thước nanô. - Yêu cầu này đòi hỏi các hạt nanô phải có từ độ tự phát đủ lớn. - Bên cạnh đó các hạt nanô phải có tính dẫn điện để thực hiện quá trình trao đổi cảm ứng. - Do đó, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ pha tạp và nhiệt độ thiêu kết đến tính chất từ của vật liệu để tìm ra các hợp chất có tính chất từ tốt có ý nghĩa thực tiễn áp dụng trong lĩnh vực y - sinh. - Chúng tôi lựa chọn Sr để pha tạp vào hợp chất gốc LaMnO 3 . - Cho đến nay, có nhiều phương pháp hóa học khác nhau đã được sử dụng để tổng hợp các hạt nanô perovskite từ tính như phương pháp đồng kết tủa, phương pháp sol-gel, phương pháp vi nhũ tương, phương pháp thủy phân nhiệt… Tất cả các phương pháp này đều sử dụng các chất ban đầu ở trạng thái phân tán cao, sau đó thực hiện các bước tiếp theo ở nhiệt độ thấp để thu được các hạt bột đồng nhất. - Trong các phương pháp đó, phương pháp sol-gel được sử dụng rộng rãi để tổng hợp các vật liệu kích thước nanô, và đây cũng là phương pháp mà chúng tôi sử dụng để tổng hợp các hạt nanô perovskite.. - Quá trình nghiên cứu gồm hai giai đoạn:. - Giai đoạn thứ nhất: tổng hợp các hạt nanô La 1 x Sr x MnO 3 xác định thành phần đơn pha và kiểm tra tính chất từ của chúng.. - Giai đoạn thứ hai: sau khi đã lựa chọn được hợp chất như mục tiêu đề ra chúng tôi tiến hành bọc các hạt bằng một polyme thích hợp và phân tán chúng trong môi trường nước. - Với mục đích đó chúng tôi lựa chọn đề tài “Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của perovskite. - 1 Sr MnO. - Nội dung của luận văn: nghiên cứu tính chất từ của các hệ perovskite La 1 x Sr x MnO 3 với x = 0;. - Tìm quy trình bọc các hạt nanô từ bằng sartch, polyethylenglycol (PEG).. - Phương pháp nghiên cứu: các mẫu đã được chế tạo tại phòng thí nghiệm của bộ môn Vật liệu từ và linh kiện nanô thuộc khoa Vật lý kỹ thuật và công nghệ nanô, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội. - Cấu trúc và tính chất của mẫu được kiểm tra bằng phương pháp nhiễu xạ tia X và phương pháp từ kế mẫu rung. - Các hạt sau khi bọc kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). - Chương 1: trình bày tổng quan về một số tính chất đặc trưng của La 1 x Sr x MnO 3 như cấu trúc tinh thể, hiện tượng méo dạng Jahn - Teller, các loại tương tác xẩy ra trong hợp chất này và sự biến đổi tính chất từ theo nồng độ pha tạp và kích thước.. - Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm về phương pháp chế tạo, phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái học và tính chất từ của các mẫu chế tạo.. - Chương 3: Trình bày một số kết qủa về các phép đo nhiễu xạ tia X, các phép đo từ và tính chất của vật liệu dưới dạng chất lỏng từ.. - Vũ Thanh Mai (2006), “Nghiên cứu các chuyển pha và hiệu ứng thay thế trong các provskite maganite”, Luận án Tiến sĩ Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.. - Lưu Nguyễn Hoài Nam, (2001), “Các tính chất thủy tinh từ trong một số vật liệu perovskite ABO 3. - Luận án Tiến sĩ Vật lý, Viện Khoa học Vật liệu.. - (1995), “Dynamic Jahn - Teller effect and colossal magnetoresistance in La 1-x Sr x MnO 3. - (1995), “Double exchange alone does not explain the resistivity of La 1-x Sr x MnO 3. - (2006), “Low temperature synthesis, structural characterization, and zero - field resistivity of nanocrystalline La 1-x Sr x MnO x ≤ 0,3) manganites”, Materials Research Bulletin, 41, pp. - (2006), “Synthesis of La 1-x Sr x MnO 3 cubic srystals with adjustable doping levels”, Journal of Crystak Growth, 295, pp. - (2005), “XAFS characterization of La 1-x Sr x MnO 3 catalysts prepared by Pechini’s method”, Chemical Physics, 322, pp.. - (2005), “The effect of pressure and magnetic field on the O - R structural phase transition in La 1-x Sr x MnO 3 single crystals: the transition heat”, J. - (2003), “Structural, magnetic and magnetoelectrical properties of La 1-x Sr x MnO 3 thin films prepared by metal - organic decomposition”, Surface and coatings technology pp. - (2004), “High metal - insulator transition temperature in La 1-x Sr x MnO 3 thin films grown in low oxygen partial pressure by molecular beam epitaxy”, J. - (2002), “Prepration and characterization of La 1-x Sr x MnO 3 (0 ≤ x ≤ 0,6) power by sol-gel processing”, Solid state sciences, 4, pp. - (1996), “Effect of disorder on the magnetic and transport properties of La 1-x Sr x MnO 3. - “Contactless measurement of colossal magnetorisistance in La 1-x Sr x MnO 3 using the infrared magnetorefractive effect”, J. - (2003), “Magnetic study of phase separation and charge ordering in La 1-x Sr x MnO 3. - (2006), “Broad temperature range of resistance and magnetoresistance of multil - phase nanocomposites La 1-x Sr x MnO 3. - (2001), “In situ solid state oxidation reaction for La 1-x Sr x MnO 3 (x = 0