lo_lem_lam_chieu248
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
từ trƣờng H tƣơng ứng; PiS và MiS là thành phần của độ phân cực tự phát PS và độ từ
hóa MS; 0 và µ0 lần lƣợt là hằng số điện môi và độ từ thẩm ở chân không; ij và µij
lần lƣợt là hằng số điện môi và độ từ thẩm trong vật liệu; βijk và γijk là hệ số khai triển
bậc ba liên quan đến hiện tƣợng điện từ xuất hiện trong vật liệu; αij là hệ số khai triển
bậc hai lien quan đến tính phân cực của vật liệu. khi xảy ra các hiện tƣợng điện từ,
khi đó độ phân cực và độ từ hóa trong gần đúng bậc ba đƣợc xác định nhƣ sau:
...,
1 2
( , ) 0
ij j ij j ijk j k ijk i j
S
i
i
i P E H H H H E
F E
P E H (1.9)
...,
1 2
( , ) 0
ij j ij j ijk j i ijk j k
S
i
i
i M H E H E E E
F H
M E H (1.10)
Kết quả nghiên cứu các vật liệu Multiferroics dạng đơn chất:
Vật liệu đầu tiên đƣợc biết đến nhiều nhất là hợp chất GdFe3(BO3)4. Vật liệu
này có nhóm BO3 có tính sắt điện và ion Fe3+ có tính sắt từ. Yang và cộng sự đã chế
tạo thành công chất Multiferroics Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) có độ phân cực tự phát
khoảng 65 µC.cm-2. Ngoài vật liệu PFN, một số vật liệu Multiferroics có dạng
công thức AB1-xB’xO3 nhƣ PbFe1/2W1/2O3 cũng đã đƣợc chế tạo và nghiên cứu.
Sau đó rất nhiều nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả nghiên cứu tính chất
Multiferroics trong vật liệu đơn chất, đơn pha tạp nhƣ BiFeO3, BaTi1-xMxO3 (M =
Fe và Mn). Nghiên cứu vật liệu tổ hợp trên cơ sở các Perovskite sắt điện và sắt từ
là một hƣớng mới đƣợc nghiên cứu ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới.
Các phƣơng pháp sử dụng để tổng hợp vật liệu
1.4.1. Phƣơng pháp sol- gel
Phƣơng pháp sol-gel là phƣơng pháp do R.Roy đƣa ra từ năm 1956 cho phép
trộn lẫn các chất ở quy mô nguyên tử, là một kỹ thuật tổng hợp hóa keo để tạo ra các
vật liệu có hình dạng mong muốn ở nhiệt độ thấp. Nó đƣợc hình thành trên cơ sở
phản ứng thủy phân và phản ứng ngƣng tụ từ các chất gốc. Phƣơng pháp sol-gel có
nhiều ƣu điểm và tiềm năng hơn các phƣơng pháp khác không chỉ ở chỗ tạo đƣợc
mức độ đồng nhất của các cation kim loại ở quy mô nguyên tử mà còn có thể chế tạo
vật liệu ở dạng khối, màng mỏng, sợi và hạt. Đây là một yếu tố công nghệ vô cùng
quan trọng khi chế tạo vật liệu oxit phức hợp chất lƣợng cao.
Từ muối kim loại tƣơng ứng ban đầu, đƣợc tính toán theo một tỷ lệ xác định
và đƣợc hòa thành dung dịch. Từ dung dịch này, hệ keo của các hạt rắn phân tán
trong chất lỏng đƣợc hình thành, đƣợc gọi là sol. Một hệ sol là sự phân tán của các
hạt rắn có kích thƣớc khoảng 0,1 đến 1 Mm trong chất lỏng. Trong quá trình sol- gel,
các hợp chất nguyện liệu tạo thành hệ keo là do các nguyên tố kim loại bao quanh
bởi các ligand khác nhau mà không phải là các ion kim loại khác. Khi phản ứng tạo 2
liên kết thì phân tử có kích thƣớc không giới hạn đƣợc hình thành và đến một lúc nào
đó nó có kích thƣớc lớn chiếm toàn bộ thể tích dung dịch tạo thành gel.
1.4.2. Phƣơng pháp phản ứng pha rắn (phƣơng pháp gốm)
Phƣơng pháp phản ứng pha rắn là phƣơng pháp truyền thống để chế tạo oxit
phức hợp khá đơn giản và đƣợc sử dụng khá phổ biến. Các nguyên liệu ban đầu là
oxit của các kim loại đƣợc nghiền trộn trong một thời gian dài để tạo hỗn hợp đồng
nhất. Hỗn hợp này sau đó đƣợc ép thành viên và nung thiêu kết ở nhiệt độ cao để tạo
ra phản ứng perovskitche hóa. Phản ứng đƣợc xảy ra khi nung mẫu ở nhiệt độ cao
(khoảng 2/3 nhiệt độ nóng chảy). Ở nhệt độ này, các chất vẫn phản ứng ở trạng thái
rắn nên phản ứng xảy ra chậm. Để tăng độ đồng nhất vật liệu và pha tinh thể tạo
thành có cấu trúc tinh thể nhƣ mong muốn, khâu công nghệ nghiền, trộn, ép viên và
nung thƣờng phải lặp lại một vài lần và phải kéo dài thời gian nung mẫu. 00 100 200 300
Temperature(K)
Hình 3.4.1. Sự phụ thuộc của hằng số điện môi mẫu V6,D1, D2, D3 vào nhiệt độ.
Đƣờng cong M(T) của các mẫu trong hình 3.4.1 đƣợc khảo sát trong khoảng
nhiệt độ từ 0 đến 350 độ K. Hình 3.4.1 chỉ ra rằng vật liệu V6 có tính thuận từ. Khi
pha bột BaTiO4 vào để tạo thành hệ vật liệu thì tính chất từ có sự thay đổi. Các mẫu
D1, D2, D3 thể hiện tính sắt từ, khi nhiệt độ càng tăng thì tính sắt từ của hệ vật liệu
càng giảm. Ta thấy mẫu D3 có tính sắt từ thể hiện rõ nhất. Vậy với giá trị của x càng
nhỏ thì tính sắt từ càng mạnh và rõ hơn. Qua đây ta có thể kết luận, khi pha bột
BaTiO3 vào vật liệu La2NiO4 với hàm lƣợng nhỏ cũng gây ra ảnh hƣởng rõ rệt đến
tính chất từ của mẫu.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
từ trƣờng H tƣơng ứng; PiS và MiS là thành phần của độ phân cực tự phát PS và độ từ
hóa MS; 0 và µ0 lần lƣợt là hằng số điện môi và độ từ thẩm ở chân không; ij và µij
lần lƣợt là hằng số điện môi và độ từ thẩm trong vật liệu; βijk và γijk là hệ số khai triển
bậc ba liên quan đến hiện tƣợng điện từ xuất hiện trong vật liệu; αij là hệ số khai triển
bậc hai lien quan đến tính phân cực của vật liệu. khi xảy ra các hiện tƣợng điện từ,
khi đó độ phân cực và độ từ hóa trong gần đúng bậc ba đƣợc xác định nhƣ sau:
...,
1 2
( , ) 0
ij j ij j ijk j k ijk i j
S
i
i
i P E H H H H E
F E
P E H (1.9)
...,
1 2
( , ) 0
ij j ij j ijk j i ijk j k
S
i
i
i M H E H E E E
F H
M E H (1.10)
Kết quả nghiên cứu các vật liệu Multiferroics dạng đơn chất:
Vật liệu đầu tiên đƣợc biết đến nhiều nhất là hợp chất GdFe3(BO3)4. Vật liệu
này có nhóm BO3 có tính sắt điện và ion Fe3+ có tính sắt từ. Yang và cộng sự đã chế
tạo thành công chất Multiferroics Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) có độ phân cực tự phát
khoảng 65 µC.cm-2. Ngoài vật liệu PFN, một số vật liệu Multiferroics có dạng
công thức AB1-xB’xO3 nhƣ PbFe1/2W1/2O3 cũng đã đƣợc chế tạo và nghiên cứu.
Sau đó rất nhiều nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả nghiên cứu tính chất
Multiferroics trong vật liệu đơn chất, đơn pha tạp nhƣ BiFeO3, BaTi1-xMxO3 (M =
Fe và Mn). Nghiên cứu vật liệu tổ hợp trên cơ sở các Perovskite sắt điện và sắt từ
là một hƣớng mới đƣợc nghiên cứu ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới.
Các phƣơng pháp sử dụng để tổng hợp vật liệu
1.4.1. Phƣơng pháp sol- gel
Phƣơng pháp sol-gel là phƣơng pháp do R.Roy đƣa ra từ năm 1956 cho phép
trộn lẫn các chất ở quy mô nguyên tử, là một kỹ thuật tổng hợp hóa keo để tạo ra các
vật liệu có hình dạng mong muốn ở nhiệt độ thấp. Nó đƣợc hình thành trên cơ sở
phản ứng thủy phân và phản ứng ngƣng tụ từ các chất gốc. Phƣơng pháp sol-gel có
nhiều ƣu điểm và tiềm năng hơn các phƣơng pháp khác không chỉ ở chỗ tạo đƣợc
mức độ đồng nhất của các cation kim loại ở quy mô nguyên tử mà còn có thể chế tạo
vật liệu ở dạng khối, màng mỏng, sợi và hạt. Đây là một yếu tố công nghệ vô cùng
quan trọng khi chế tạo vật liệu oxit phức hợp chất lƣợng cao.
Từ muối kim loại tƣơng ứng ban đầu, đƣợc tính toán theo một tỷ lệ xác định
và đƣợc hòa thành dung dịch. Từ dung dịch này, hệ keo của các hạt rắn phân tán
trong chất lỏng đƣợc hình thành, đƣợc gọi là sol. Một hệ sol là sự phân tán của các
hạt rắn có kích thƣớc khoảng 0,1 đến 1 Mm trong chất lỏng. Trong quá trình sol- gel,
các hợp chất nguyện liệu tạo thành hệ keo là do các nguyên tố kim loại bao quanh
bởi các ligand khác nhau mà không phải là các ion kim loại khác. Khi phản ứng tạo 2
liên kết thì phân tử có kích thƣớc không giới hạn đƣợc hình thành và đến một lúc nào
đó nó có kích thƣớc lớn chiếm toàn bộ thể tích dung dịch tạo thành gel.
1.4.2. Phƣơng pháp phản ứng pha rắn (phƣơng pháp gốm)
Phƣơng pháp phản ứng pha rắn là phƣơng pháp truyền thống để chế tạo oxit
phức hợp khá đơn giản và đƣợc sử dụng khá phổ biến. Các nguyên liệu ban đầu là
oxit của các kim loại đƣợc nghiền trộn trong một thời gian dài để tạo hỗn hợp đồng
nhất. Hỗn hợp này sau đó đƣợc ép thành viên và nung thiêu kết ở nhiệt độ cao để tạo
ra phản ứng perovskitche hóa. Phản ứng đƣợc xảy ra khi nung mẫu ở nhiệt độ cao
(khoảng 2/3 nhiệt độ nóng chảy). Ở nhệt độ này, các chất vẫn phản ứng ở trạng thái
rắn nên phản ứng xảy ra chậm. Để tăng độ đồng nhất vật liệu và pha tinh thể tạo
thành có cấu trúc tinh thể nhƣ mong muốn, khâu công nghệ nghiền, trộn, ép viên và
nung thƣờng phải lặp lại một vài lần và phải kéo dài thời gian nung mẫu. 00 100 200 300
Temperature(K)
Hình 3.4.1. Sự phụ thuộc của hằng số điện môi mẫu V6,D1, D2, D3 vào nhiệt độ.
Đƣờng cong M(T) của các mẫu trong hình 3.4.1 đƣợc khảo sát trong khoảng
nhiệt độ từ 0 đến 350 độ K. Hình 3.4.1 chỉ ra rằng vật liệu V6 có tính thuận từ. Khi
pha bột BaTiO4 vào để tạo thành hệ vật liệu thì tính chất từ có sự thay đổi. Các mẫu
D1, D2, D3 thể hiện tính sắt từ, khi nhiệt độ càng tăng thì tính sắt từ của hệ vật liệu
càng giảm. Ta thấy mẫu D3 có tính sắt từ thể hiện rõ nhất. Vậy với giá trị của x càng
nhỏ thì tính sắt từ càng mạnh và rõ hơn. Qua đây ta có thể kết luận, khi pha bột
BaTiO3 vào vật liệu La2NiO4 với hàm lƣợng nhỏ cũng gây ra ảnh hƣởng rõ rệt đến
tính chất từ của mẫu.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links