- CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ÁP SUẤT LÊN TÍNH CHẤT ĐIỆN TRONG HỢP CHẤT THIẾU LANTAN La 1. - Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ trong Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp.. - CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỢP CHẤT La(Fe 1 x M ) x 13. - Cấu trúc tinh thể của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13. - Tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13. - Tính chất nhiệt điện của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13. - CHƢƠNG 2 – MỘT SỐ LÝ THUYẾT VỀ NHIỆT ĐIỆN. - Hiệu ứng Seebeck. - Hiệu ứng Peltier. - Hiệu ứng Thomson. - Một số phương pháp chế tạo mẫu. - Phương pháp nóng chảy hồ quang. - Phương pháp nguội nhanh. - Các phương pháp nghiên cứu. - Phép đo điện trở suất theo áp suất. - Cấu trúc tinh thể của hợp chất La 1- (Fe, Si) 13. - Tính chất từ của hệ hợp chất thiếu lantan La 1. - Tính chất nhiệt điện của hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si 0,155 ) 13. - Ảnh hưởng của áp suất lên điện trở suất trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si 0,155 ) 13. - Vị trí các nguyên tử trong cấu trúc loại NaZn 13 của hợp chất LaCo 13. - Giá trị các hằng số mạng của hợp chất La 1. - Nhiệt độ chuyển pha Curiecủa hợp chất La 1. - Các giá trị áp suất thủy tĩnh P, áp suất ở nhiệt độ phòng, áp suất ở nhiệt độ chuyển pha T C , điện trở suất ở 100 K và điện trở suất ở nhiệt độ phòng. - Cấu trúc lập phương NaZn 13 – hợp chất LaCo 13 [19. - Sơ đồ cặp nhiệt điện. - Sơ đồ nguyên lý của hệ nấu mẫu bằng phương pháp nóng chảy hồ quang tại Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp. - a) Thiết bị phun băng nguội nhanh. - Sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động của phương pháp nhiễu xạ tia X. - Sơ đồ phép đo điện trở suất bằng phương pháp bốn mũi dò. - Sơ đồ mặt cắt ngang của thiết bị đo điện trở suất ở áp suất cao. - Sơ đồ chi tiết hệ đo điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò. - a) Sơ đồ buồng mẫu thiết bị đo hệ số cảm từ SQUID. - c) Sơ đồ buồng đo của từ kế SQUID...24. - Hình 3.10. - Thiết bị PPMS Evervool II. - Giản đồ nhiễu xạ bột tia X của hợp chất thiếu Lantan La 1. - 0,09 tại nhiệt độ phòng. - Sự phụ thuộc của hằng số mạng vào góc phản xạ theo hàm x = cos 2. - trong hệ hợp chất thiếu Lantan La 1. - Sự phụ thuộc của hằng số mạng vào hàm lượng thiếu La trong hợp chất La 1. - Sự phụ thuộc của từ độ vào nhiệt độ của hợp chất thiếu Lantan. - Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở suấttrong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si . - Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ số dẫn nhiệt trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si 0,155 ) 13. - Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ số Seebeck (a) và hệ số phẩm chất ZT(b) trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si 0,155 ) 13. - Đồ thị điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ của hợp chất thiếu Lantan. - Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở suất trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si ở một vài áp suất khác nhau. - Sự phụ thuộc vào áp suất của điện trở suất trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si tại nhiệt độ phòng. - 43 Hình 4.11. - Sự phụ thuộc vào áp suất của nhiệt độ chuyển pha Curie trong hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si 0,155 ) 13. - 44 Hình 4.12. - Đồ thị sự phụ thuộc của nhiệt độ chuyển pha Tc vào áp suất của hợp chất thiếu Lantan La 0,91 (Fe 0,845 Si và hệ vật liệu La(Fe 1-x Si x ) 13 do nhóm Fujita và cộng sự nghiên cứu [6. - Một trong các nguồn khí thải gây ô nhiễm môi trường là khí thải từ các thiết bị làm lạnh như tủ lạnh, máy điều hòa nhiệt độ. - Các thiết bị này làm lạnh dựa trên nguyên lý nén – giãn khí truyền thống, khi hoạt động chúng thải ra các khí thải gây những tác hại xấu đến bầu khí quyển, và là một trong những nguyên nhân làm nhiệt độ trái đất nóng lên gây lên hiệu ứng nhà kính, ảnh hưởng xấu đến đời sống con người. - Hơn nữa hiệu suất lớn nhất của các thiết bị làm lạnh này cũng chỉ đạt khoảng 40%. - Vì vậy một vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học là cần cải tiến công nghệ làm lạnh. - Một trong các công nghệ làm lạnh thực sự được quan tâm nghiên cứu mạnh mẽ trong thời gian gần đây là công nghệ làm lạnh bằng từ trường nhờ ứng dụng hiệu ứng từ nhiệt của các hệ vật liệu từ. - Cho đến nay, hầu hết các thiết bị làm lạnh bằng từ trường ở vùng nhiệt độ phòng đã được thử nghiệm chế tạo đều sử dụng các hợp kim từ nhiệt chứa Gd và các hợp chất perovskite La 1-x Ca x MnO 3 và La 1-x Sr x CoO 3 [23] do chúng có hiệu ứng từ nhiệt lớn. - Gần đây, hệ hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 cũng được cho là những vật liệu đầy tiềm năng ứng dụng trong kỹ thuật làm lạnh từ bởi giá thành thấp.. - Tuy nhiên, để chất làm lạnh tư ̀ tính đa ̣t được năng suất làm viê ̣c cao thì các vật liê ̣u từ tính không chỉ có hiệu ứng từ nhiệt lớn mà còn phải có tính chất truyền nhiệt vượt trội. - Gần đây, hệ hợp chất La(Fe x Si 1-x ) 13 đươ ̣c cho là có từ tính rất lớn. - Tính dẫn nhiệt và tính khuếch tán nhiệt của v ật liệu La(Fe 0,88 Si 10,12 ) và một số vật liệu như Gd, Gd 5 Si 2 Ge 2 và MnAs cũng đã bư ớc đầu đươ ̣c nghiên c ứu, cho thấy tính dẫn nhiê ̣t ở vùng nhiê ̣t đô ̣ phòng của La (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 lơ ́ n hơn so với Gd 5 Si 2 Ge 2 và MnAs, và khá đồng nhất với Gd. - Hơn nữa, tính khuếch tán nhiê ̣t ở nhiê ̣t đô ̣ phòng của La (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 lơ ́ n hơn so với Gd , Gd 5 Si 2 Ge 2 và cũng lớn hơn cả MnAs. - Như vậy, hợp chất họ La(Fe x Si 1-x ) 13 có thể trở thành chất làm lạnh từ tính nhìn từ khía cạnh lưu chuyển nhiệt [21].. - Hơn thế nữa, hợp chất La(Fe x Si 1-x ) 13 thành phần chủ yếu của vật liệu là sắt và silic lại là những vật liệu thông dụng giá rẻ hơn rất nhiều. - Như vậy, các hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 với thành phần chủ yếu là sắt và silic sẽ có ý nghĩa kinh tế đối với các thiết bị làm lạnh từ. - Tuy nhiên, kim loại đất hiếm La là kim loại có giá thành cao và ngày càng khan hiếm nên việc nghiên cứu để giảm hàm lượng La trong hợp chất xuống để đạt được hiệu quả kinh tế và ứng dụng trong thực tiễn là rất quan trọng.. - Trên cơ sở đó, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của luận văn là: “Cấu trúc tinh thể và ảnh hưởng của áp suất lên tính chất điện trong hợp chất thiếu lantan. - Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu chế tạo các mẫu hợp chất thiếu lantan La 1. - Chƣơng 1: Tổng quan về hợp chất La(Fe 1-x Si x ) 13 Chƣơng 2: Một số lý thuyết về nhiệt điện. - Lê Thị Thu Hương (2011), Xây dựng phương pháp đo tính chất nhiệt điện của vật liệu ở nhiệt độ cao, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.. - Nguyễn Thị Hoa (2014), Cấu trúc tinh thể và tính chất từ của hợp chất từ nhiệt với cấu trúc loại NaZn 13 , Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.. - Fukamichi (2006), Relative cooling power of La(Fe x Si 1-x ) 13 after controlling the Curie temperature by hydrogenation and partial substitution of Ce, Journal of Magnetism and Magnetic Materials e1006–e1007.. - FU Bin, LONG Yi, SHI Puji, BAO Bo, ZHANG Min, CHANG Yongqin, YE Rongchang (2010), Effect of praseodymium and cobalt substitution on magnetic properties and structures in La(Fe 1-x Si x ) 13 compounds, Journal of rare earths, Vol. - Shen (2012) Simultaneous enhancements of Curie temperature and magnetocaloric effects in the La 1-x Ce x Fe 11.5 Si 1.5 C y compounds, Journal of Magnetism and Magnetic Materials . - Shen (2012), Hydrogenating process and magnetocaloric effect in La 0.7 Pr 0.3 Fe 11.5 Si 1.5 C 0.2 H x hydrides, Journal of Alloys and Compounds . - Miraglia (2007), Magnetic and magnetocaloric properties of La 1-x Er x Fe 11.44 Si 1.56 compounds, Journal of Magnetism and Magnetic Materials . - Dou (2013), Effects of Cu substitution on structural and magnetic properties of La 0.7 Pr 0.3 Fe 11.4 Si 1.6 compounds, Intermetallics . - Nagaya (2005), Large magnetocaloric effects enhanced by partial substitution of Ce for La in La(Fe 0.88 Si 0.12 ) 13 compound, Journal of Alloys and Compounds . - Fukamichi (2003), Thermal transport properties of magnetic refrigerants La(Fe x Si 1-x ) and their hydrides, and Gd 5 Si 2 Ge 2 and MnAs, Journal of Applied Physics: Vol. - Tetean (2012), Magnetic properties and magnetocaloric effect in La 0.7 Nd 0.3 Fe 13-x Si x compounds, Journal of Solid State Chemistry . - Buschow (1983), Study of the critical behaviour of the magnetization and electrical resistivity in cubic La(Fe,Si) 13 compounds, Journal of Magnetism and Magnetic Materials Vol