- Tăng cường hiệu ứng từ điện trong vùng từ trường thấp trên các vật liệu Multiferroics Metglas/PZT dạng lớp cấu trúc micrô-nanô. - Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano. - Abstract: Chế tạo được các mẫu vật liệu multiferroics dạng lớp sử dụng băng từ siêu mềm và các tấm áp điện bằng phương pháp kết dính. - Nghiên cứu quá trình từ hóa phụ thuộc vào hình dạng và kích thước băng từ có kích thước khác nhau, tính toán được hệ số trường khử từ phụ thuộc vào tỉ số kích thước dài rộng của băng. - Nghiên cứu tính chất từ giảo tĩnh và động trong từ trường một chiều và xoay chiều của các băng từ Metglas pha Ni với hình dạng và kích thước khác nhau. - Nghiên cứu hiệu ứng từ-điện trên các vật liệu tổ hợp trên các cấu hình và kích thước khác nhau. - Tăng cường hiệu ứng từ-điện nhờ khai thác dị hướng hình dạng của băng từ và từ đó tối ưu cấu hình cho các nghiên cứu triển khai ứng dụng tiếp theo. - Keywords: Vật liệu Nanô. - Hiệu ứng từ điện. - Khoa học ngày càng phát triển đòi hỏi con người không ngừng khai thác và tìm kiếm ra những tính chất, hiệu ứng mới, công nghệ và vật liệu mới để thay thế. - Gần đây các nghiên cứu đã công bố một trong những hiệu ứng mới là hiệu ứng từ - điện với sự tổ hợp đồng thời của hai pha sắt từ và sắt điện trong một vật liệu đang thu hút được nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước bởi khả năng ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. - Từ - điện là hiệu ứng vật liệu bị phân cực điện (P E ) dưới tác dụng của từ trường ngoài (H) hay ngược lại, vật liệu bị từ hóa dưới tác dụng của điện trường. - Nhờ khả năng chuyển hóa qua lại giữa năng lượng điện và từ nên hiệu ứng này có khả năng ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như sensơ, máy phát điện. - Hiệu ứng này thường quan sát thấy trên các vật liệu multiferroic có tồn tại đồng thời cả hai pha sắt từ và sắt điện. - Các nghiên cứu trong những năm gần đây đã chỉ ra rằng hiệu ứng từ - điện cao đã được tìm ra trên các. - vật liệu multiferroics tổ hợp của 2 pha từ giảo và áp điện. - Hệ số từ-điện lớn nhất trên các vật liệu tổ hợp dạng khối với hệ số từ-điện (α E = dE/dH. - 10300 mV/cmOe đã được công bố bởi nhóm nghiên cứu Ryu và các đồng nghiệp trên vật liệu multiferroics sử dụng vật liệu áp điện (Pb(Mn 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) (PZT) và từ giảo Terfenol-D dạng khối bằng phương pháp kết dính. - Tuy nhiên, cho đến nay, khả năng ứng dụng hệ vật liệu này còn hạn chế do nó đòi hỏi từ trường rất lớn. - Các nghiên cứu cho đến nay đặc biệt trong lĩnh vực ứng dụng cảm biến chủ yếu tập trung vào tìm ra vật liệu có hiệu ứng từ-điện rất lớn đồng thời rất nhạy với sự thay đổi nhỏ của từ trường ngoài. - Có rất nhiều phương pháp khác nhau để chế tạo vật liệu multiferroics như tape casting, PLD, phún xạ. - nhưng cho đến nay các kết quả nghiên cứu vẫn chỉ ra rằng phương pháp kết dính vẫn là phương pháp đơn giản và cho hiệu ứng lớn nhất. - Gần đây, nhóm nghiên cứu của S.X. - Dong và các đồng nghiệp đã thành công hơn nữa trong việc chế tạo ra các vật liệu dạng tấm sử dụng các băng từ Metglas dày 25 µm với kích thước 0.35×100 mm kết dính trên hai mặt của tấm áp điện. - Với cấu hình này, hiệu ứng từ- điện đạt kỷ lục lên tới α E 22000 mV/cmOe tại từ trường rất nhỏ H ~ 5 Oe [1]. - Tuy nhiên việc ứng dụng đặc biệt là linh kiện và sensor thì vật liệu này bị giới hạn do kích thước quá dài.. - Cũng với phương pháp trên, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Công Nghệ cũng đã đạt được một số kết quả nghiên cứu và triển khai ứng dụng thành công trên vật liệu tổ hợp sử dụng băng từ siêu mềm (Fe 0.8 Co Si 0.12 B 0.1 /PZT bằng phương pháp kết dính [2]. - Tiếp tục hướng nghiên cứu này của nhóm trong luận văn này, chúng tôi tiếp tục nghiên trên các vật liệu multiferroics dạng tấm sử dụng tấm áp điện PZT và băng từ mềm do ưu điểm của chúng là dễ chế tạo, giá thành rẻ và đặc biệt thích hợp với các nghiên cứu hiệu ứng từ-điện do tính chất từ siêu mềm. - Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng băng từ Metglas có pha Ni với thành phần Fe 76.8 Ni 1.2 B 13.2 Si 8.8 (Ni-based Metglas).. - Chúng tôi trông đợi với sự có mặt của Ni hàm lượng nhỏ 1,2% sẽ không ảnh hưởng đến hệ số từ giảo nhưng bù lại có thể tăng cường hơn nữa tính chất từ mềm trong vùng từ trường thấp khi so sánh với các kết quả đã được công bố gần đây trên băng từ Metglas không pha Ni.. - Với hướng nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành làm những công việc cụ thể như sau:. - Chế tạo được các mẫu vật liệu multiferroics dạng lớp sử dụng băng từ siêu mềm Fe 76.8 Ni 1.2 B 13.2 Si 8.8 và các tấm áp điện bằng phương pháp kết dính. - Nghiên cứu quá trình từ hóa phụ thuộc vào hình dạng và kích thước băng từ có kích thước khác nhau. - Tính toán được hệ số trường khử từ phụ thuộc vào tỉ số kích thước dài/rộng của băng.. - Nghiên cứu hiệu ứng từ-điện trên các vật liệu tổ hợp Fe 76.8 Ni 1.2 B 13.2 Si 8.8 /PZT trên các cấu hình và kích thước khác nhau. - Tăng cường hiệu ứng từ-điện nhờ khai thác dị hướng hình dạng của băng từ và từ đó tối ưu cấu hình cho các nghiên cứu triển khai ứng dụng tiếp theo.. - Chế tạo, Nghiên cứu và ứng dụng vật liệu tổ hợp từ giảo - áp điện dạng tấm có cấu trúc nanô, Luận văn thạc sĩ, Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN, 2007.. - Nguyễn Hữu Đức (2008), Vật liệu từ tính cấu trúc nanô và điện tử học spin, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, tr