Untitled ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC BÙI HỮU QUÂN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀY LỚP HẤP THỤ LÊN TÍNH CHẤT HẤP THỤ SÓNG VI BA CỦA VẬT LIỆU Ferrite SrFe12 2XM2XO19 (M = Co[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC - BÙI HỮU QUÂN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀY LỚP HẤP THỤ LÊN TÍNH CHẤT HẤP THỤ SĨNG VI BA CỦA VẬT LIỆU Ferrite SrFe12-2XM2XO19 (M = Co, Ti, Cu, ) Chuyên ngành: Quang học Mã số: 84 40 110 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Ngọ TS Chu Thị Anh Xuân THÁI NGUYÊN - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn thu trình thực luận văn học viên hướng dẫn trực tiếp cán hướng dẫn Các số liệu, kết trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Bùi Hữu Quân ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến cô TS Chu Thị Anh Xuân TS Trần Ngọ - Hai người Thầy tận tình hướng dẫn truyền cho kiến thức, kinh nghiệm nghiên cứu khoa học suốt q trình hồn thành luận văn Tôi xin chân trọng cảm ơn Thầy, Cô giáo Viện Khoa học & Công nghệ cán bộ, nhân viên phòng Đào Tạo Sau Đại Học- Trường Đại học Khoa Học - Đại học Thái Ngun ln nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho suốt trình học tập trường Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, thầy cô giáo Trường PT Vùng cao Việt Bắc nơi công tác tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa học Xin chân thành cảm ơn anh, chị bạn học viên lớp Cao học Quang học K14 Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Ngun ln động viên, giúp đỡ nhiệt tình chia sẻ với kinh nghiệm học tập, công tác suốt khố học Cuối tơi xin cảm ơn tới gia đình người thân người bên cạnh ủng hộ, động viên để hồn thành khóa học Mặc dù có nhiều cố gắng, song hạn hẹp thời gian, điều kiện nghiên cứu trình độ, luận văn không tránh khỏi khiếm khuyết Tôi mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo đồng nghiệp Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2022 Học viên Bùi Hữu Quân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các chất ferrite 1.2 Vật liệu ferrite lục giác (hexa-ferrite) 1.2.1 Cấu trúc lục giác 1.2.2 Ảnh hưởng pha tạp vào vị trí Fe lên tính chất vật liệu hexa-ferrite Strontium 1.3 Lý thuyết hấp thụ sóng vi ba vật liệu 11 1.3.1 Sóng vi ba 11 1.3.2 Các chất hấp thụ sóng vi ba 12 1.3.3 Các chế hấp thụ sóng vi ba 15 1.4 Thuật toán Nicolson-Ross-Weir (NRW) 18 CHƯƠNG KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 20 2.1 Công nghệ chế tạo vật liệu 20 2.2 Một số phép đo phân tích cấu trúc tính chất vật liệu 21 2.2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 21 2.2.2 Phân tích cấu trúc vi mô 22 2.2.3 Phép đo tính chất từ vật liệu 23 2.3 Phép đo tính chất hấp thụ sóng vi ba lớp vật liệu hấp thụ 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 iv 3.1 Phân tích cấu trúc tinh thể hình thái hạt vật liệu 27 3.2 Tính chất từ cùa hệ vật liệu SrFe12-2x(Cu,Co)x/2TixO19 32 3.3 Tính chất hấp thụ sóng vi ba hệ vật liệu SrFe122x(Cu,Co)x/2TixO19 (x = 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25) 36 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT RL Độ tổn hao phản xạ (Reflection Loss) Z Trở kháng (Impedance) NRW Thuật tốn Nicolson–Ross–Weir M Từ độ MS Từ độ bão hịa Mr Độ từ dư HC Lực kháng từ D Kích thước hạt tinh thể VSM Từ kế mẫu rung SEM Hiển vi điện tử quét XRD Nhiễu xạ tia EM Sóng điện từ (Electromagnetic) εr Hằng số điện mơi tương đối μr Độ từ thẩm tương đối d Độ dày lớp hấp thụ EAB Hấp thụ băng thông rộng X vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Liệt kê hợp chất ferrite theo giản đồ pha bậc ba BaO – MeO – Fe2O3 Bảng 1.2 Kí hiệu dải tần số khác phổ sóng điện từ với khả ứng dụng chúng 12 Bảng 2.1 Bảng kí hiệu tên mẫu theo nồng độ pha tạp 25 Bảng 3.1 Các thơng số mạng tính tốn từ phân tính cấu trúc hình thái hạt mẫu SFCCT 28 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lục giác xếp chặt theo mơ hình cầu đồng Hình 1.2 Mối quan hệ cân pha hệ BaO: Fe2O3-Fe2O3 với ferit lục giác M, W, Y Z [] Hình 1.3 Phổ xạ điện từ (EM) theo tần số bước sóng tương ứng [4] 11 Hình 1.4 Mơ hình hấp thụ đa lớp phối hợp 14 Hình 1.5 Các chế xảy sóng điện từ chiếu tới vật liệu hấp thụ 16 Hình 2.1 Ảnh chụp máy nghiền bi MM 200 – Retsch CHLB Đức 20 Hình 2.2 Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu theo phương pháp phản ứng pha rắn 21 Hình 2.3 Sơ đồ hệ trục tọa độ góc tương ứng phép đo XRD 22 Hình 2.4 Sơ đồ tín hiệu nhận từ mẫu trình chụp ảnh bề mặt SEM 23 Hình 2.5 Sơ đồ khối phép đo đầu dò đồng trục 24 Hình 2.6 Thơng số kỹ thuật khuôn đúc mẫu đo hấp thụ 25 Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ mẫu SFCCT nhiệt độ phòng 27 Hình 3.2 Phổ tán xạ Raman hệ SrFe12-2x(Cu,Co)x/2TixO19 Dấu * kí hiệu cho mode dao động pha tạp chất Fe2O3 30 Hình 3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM hệ mẫu SrFe122x(Cu,Co)x/2TixO19 với x = 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 32 Hình 3.4 Các vịng lặp từ trễ M(H) hệ vật liệu SFCCT TP 33 Hình 3.5 Sự phụ thuộc vào nhiệt độ đo (a) lực kháng từ HC; 34 Hình 3.6 Sự phụ thuộc độ điện thẩm phức (a, b) độ từ thẩm phức (c, d) theo tần số 37 Hình 3.7 (a) Tổn hao điện; (b) Tổn hao từ (c) Tổn hao tổng cộng phụ thuộc tần số 38 Hình 3.8 Biểu đồ đường đồng mức mẫu x = (a) x = 0,15 (b) 40 viii Hình 3.9 Giá trị độ tổn hao phản xạ tối ưu cho mẫu hấp thụ có độ dày d = 0,75 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (c) x = 0,15 41 Hình 3.10 Đường cong phụ thuộc tần số Zin/Z0 mẫu hấp thụ có độ dày d = 0,75 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (d) x = 0,15 43 Hình 3.11 Giá trị độ tổn hao phản xạ tối ưu cho mẫu hấp thụ có độ dày d = 1,25 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (c) x = 0,15 44 Hình 3.12 Đường cong phụ thuộc tần số Zin/Z0 mẫu hấp thụ có 45độ dày d = 1,25 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (d) x = 0,15 45 MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển không ngừng khoa học công nghệ, cạnh tranh quân gay gắt quốc gia thúc đẩy phát triển nhiều loại thiết bị quân công nghệ cao, đặc biệt máy bay chiến đấu tàng hình máy bay khơng người lái, điều dẫn đến việc phải đối mặt với thách thức việc hấp thụ hiệu sóng điện từ (EM) Ngoài ra, xạ điện từ tạo thiết bị kỹ thuật thông minh, thiết bị điện điện tử đại như: điện thoại di động, máy tính, máy bay, gây mối hiểm hỏa lớn tới sức khỏe thể chất Do đó, việc tìm kiếm phát triển vật liệu tiên tiến khác để hấp thụ sóng EM điều cần thiết Hexaferrite loại M (có cơng thức chung MeFe12O19 – Me: Pb, Ba Sr) quan tâm nhiều năm gần cho ứng dụng vi ba đa pha điện từ nhiệt độ phịng [1] Trong đó, tiềm ứng dụng vật liệu để chế tạo lớp che chắn nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference - EMI) vùng tần số GHz phát thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu [2] Với phát triển nhanh chóng điện tử đại, nghiên cứu góp phần hiệu vào việc bảo vệ sức khỏe người thiết bị điện tử thông minh khỏi tác động EMI [3] Ngoài ra, hexaferrite loại M thể nhiều tính chất điện – từ hấp dẫn, chẳng hạn tính dị hướng từ tinh thể lớn, hiệu ứng chuyển pha điện – từ đa dạng hay hiệu ứng điện – từ trường thấp [4] Tính dị hướng từ lớn tìm thấy SrFe12O19 dẫn đến trường dị hướng mạnh (Ha: tổng thành phần dị hướng từ tinh thể, hình dạng ứng suất) [1] Điều cho thấy tần số cộng hưởng sắt từ (fFMR) xác định công thức 𝑓𝐹𝑀𝑅 = (𝛾/2𝜋)𝐻𝑎 , γ số từ hồi chuyển, xảy tần số cao dải GHz Do đó, việc lựa chọn vật liệu SFO cho việc chế tạo lõi cảm ứng, triệt tiêu lớp che chắn nhiễu điện từ, … dải GHz phù hợp có tính hiệu cao Trên thực tế, kết nghiên cứu thực nghiệm nhóm Korolev [1] Bobzin [5] tính hấp thụ sóng vi 39 Để đánh giá khả tổn hao lượng điện từ trường mẫu, chúng tơi tính tốn giá trị độ tổn hao điện môi (tanδε) độ tổn hao từ (tanδμ) hàm tần số, theo phương trình sau tanδε = ε″/ε′ tanδμ = μ″/μ′, thể Hình 3.7 Ngoại trừ mẫu SF10, việc pha tạp làm tăng giá trị tanδε 9–11,5 GHz (Hình 3.7a) Đặc biệt, chúng tơi quan sát thấy tăng đột biến tanδε tần số f từ 4,5–6,5 GHz nồng độ pha tạp tăng lên đến x = 0,15 (mẫu SF15) Đỉnh cao kết suy giảm đạt đỉnh thấp vùng tần số đường cong ε′ mẫu SF15 (thể Hình 3.6a Đỉnh có đóng góp đáng kể vào tính chất hấp thụ mạnh sóng vi ba mẫu SF15 Khác với đường cong tanδε với biến đổi không nhiều, đường cong tanδμ cho thấy biến đổi mạnh vùng tần số f từ 2–18 GHz (Hình 3.7b) Những thay đổi bắt nguồn từ cộng hưởng tự nhiên hợp chất ferrite Các đường cong thể độ tổn hao tổng cộng cho tất mẫu tính tốn (như Hình 3.7c), cho thấy tương đồng cao với đường cong tanδμ Những kết cho phép dự đốn có nhiều đỉnh tổn hao phản xạ cho tất mẫu SFCCT dường cong biểu diễn độ tổn hao phản xạ theo tần số dải từ 2-18 GHz Sự thay đổi độ điện thẩm độ từ thẩm phức ảnh hưởng đến hiệu suất hấp thụ sóng vi ba mẫu SFCCT Để có đánh giá cụ thể chất ảnh hưởng pha tạp đến đặc trưng tiêu tán lượng điện từ mẫu, độ tổn hao phản xạ (RL) tính tốn lý thuyết đường truyền theo phương trình sau [52]: 𝑅𝐿 = 20𝑙𝑔 | 𝜇 𝑍𝑖𝑛 −𝑍0 𝑍𝑖𝑛 +𝑍0 | 𝑍𝑖𝑛 = 𝑍0 √ 𝑟 𝑡𝑎𝑛ℎ (𝑗 𝜀𝑟 (3.3) 2𝜋𝑓𝑑 𝑐 √𝜇𝑟 𝜀𝑟 ) (3.4) Ở đây, Zin trở kháng đầu vào đặc trưng mặt phân cách mơi trường truyền sóng bề mặt mẫu, Z0 (= 377 Ω) trở kháng không gian tự do, μr độ từ thẩm phức εr độ điện thẩm phức Các ký hiệu khác f, d c thể tần số đo, độ dày mẫu vận tốc ánh sáng không gian tự 40 Để có nhìn tổng qt tổn hao lượng sóng điện từ mẫu hấp thụ hiệu sóng vi ba (RL ~ -10 dB) băng tần rộng (EAB), đường cong RL tính tốn khoảng biến thiên độ dày từ 0,5–2,0 mm với gia số 0,25 mm vẽ đồ thị dạng đồ đường đồng mức, Hình 3.8 đưa đồ thị hai mẫu đại diện có x = 0,15 Hình 3.8 Biểu đồ đường đồng mức mẫu x = (a) x = 0,15 (b) khoảng biến thiên độ dày từ 0,5-2,0 dải tần số từ 2-18 GHz Từ đồ đường đồng mức, dễ dàng quan sát thấy tất mẫu cho thấy giá trị tốt cho hai đại lượng RL EAB Cụ thể, mẫu SF0 (x = 0,05) SF15 (x = 0,15) thể giá trị RL thấp vào khoảng -40 dB (vùng đồ thị màu nâu sẫm) Hình 3.8a,b Nhận thấy RL có giá trị âm nhỏ độ dày lớp hấp thụ ∼0,75 mm Mặt khác, vùng hấp thụ hiệu sóng vi ba băng thơng rộng (vùng màu tím đậm - EAB) đồ đường đồng mức lại có diện tích lớn mẫu SF0 SF10 (không thể đây) Ngoài ra, xét tất độ dày khoảng biểu diễn tất mẫu độ dày 1,25 mm có vùng EAB rộng Như quan sát 41 Hình 3.8, độ dày phù hợp cho RL thấp d = 0,75 mm Các đường cong RL(f) mẫu với độ dày tương ứng trình bày Hình 3.9 Mẫu không pha tạp SF0 cho thấy giá trị RL đỉnh cộng hưởng cao đạt xuống đến −41,75 dB f = 13,92 GHz, có nghĩa mẫu hấp thụ đến ~ 99,99% lượng sóng điện từ chiếu tới Khi nồng độ pha tạp tăng lên, giá trị RL có xu hướng giảm xuống đến ~ −33,01 dB SF5 ~–34,46 dB SF10 Mặc dù RL hai mẫu SF5 SF10 giảm so với mẫu SF0, giá trị RL chúng cao đáp ứng tốt với tiêu chí hấp thụ hiệu sóng điện từ, với hiệu suất hấp thụ đạt 99,9% Khi tăng nồng độ pha tạp nguyên tố Cu, Co Ti lên đến x = 0,15 (mẫu SF15), RL đạt giá trị thấp xuống đến ~ −42,86 dB f = 14,48 GHz Những kết chứng minh việc pha tạp không ảnh hưởng nhiều đến việc tăng cường khả hấp thụ sóng vi ba, thể bới giá trị RL Hình 3.9 Giá trị độ tổn hao phản xạ tối ưu cho mẫu hấp thụ có độ dày d = 0,75 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (c) x = 0,15 42 Những kết chứng minh việc pha tạp nguyên tố không làm tăng cường nhiều khả hấp thụ sóng vi ba Tuy nhiên, xét giá trị EAB, việc pha tạp chắn làm tăng cường khả hấp thụ sóng vi ba băng thông rộng hợp chất nghiên cứu Như đưa Hình 3.9, giá trị EAB tăng đáng kể nồng độ pha tạp tăng lên, tương ứng giá trị ghi nhận 8,8; 10,27; 9,57 9,75 GHz cho mẫu SF0, SF5, SF10 SF15 Khi tăng nồng độ đồng pha tạp nguyên tố Ti Cu Co, EAB tăng cường từ 8,8 GHz đạt đến 10,27 GHz tương ứng với x tăng từ 0,0 -0,05 chứng tỏ việc pha tạp có ảnh hưởng lên tính chất hấp thụ sóng vi ba hợp chất SrFe12O19 Các nhóm khác báo cáo tượng tương tự việc đồng pha tạp Co-Zr [53], Ti-Zn [54], Mn – Sn – Ti [55] vào vị trí Fe SrFe12O19 Mặt khác, giá trị EAB giảm nồng độ pha tạp cao hơn, điều giải thích xuất pha tạp chất Fe2O3 SrFe2O4 Bên cạnh việc pha tạp, có số yếu tố khác ảnh hưởng đến giá trị EAB, chẳng hạn tần số cộng hưởng tự nhiên, v.v Bảng 3.2 Các tham số tổn hao phản xạ vật liệu hấp thụ SrFe12O19 Vật liệu %m d (mm) SrFe12-xCoxO19 SrFe9Mn1.5Ti1.5O19 SrFe12−xTix/2Znx/2O19 Sr(CeNd)x/2Fe12-xO19 SrFe9(Mn/Ti)1.5Co1.5O19 SrZrxCoxFe(12−2x)O19 SrCoxZrxFe(12−2x)O19 SrFe12−x(MnSn0.5Ti0.5)x/2O19 SrMnxCuxZr2xFe(12-4x)O19 SrFe12-2x(CuCo)x/2TixO19, x = (SF0) SrFe12-2x(CuCo)x/2TixO19, x = 0.05 (SF5) SrFe12-2x(CuCo)x/2TixO19, x = 0.10 (SF10) SrFe12-2x(CuCo)x/2TixO19, x = 0.15 (S15) 15 50-80 50-80 30 30 1,8 2,5 1,8 3,2 1.6 0,75-1,0 0,5-0,75 1,0-1,25 0,75 60 RLmin (dB) −45,2 −26 −36,13 −37 −39.1 −39,35 −39,53 −18 −31,23 −41,25 −36,75 −42,67 −42,86 EAB (GHz) 5,62 1,93 2,9 2,55 5,7 5,11 10,87 10,27 15,90 9,79 43 Điều đáng ý với độ dày mẫu hấp thụ d = 0,75 mm thị giá trị RL tốt cho mẫu SF5 SF10 Thay vào đó, độ dày mẫu háp thụ cho giá trị RL tốt với mẫu SF5 SF10 d = 0,5 mm d = 1,0 mm Với độ dày này, SF5 có RL = −36,75 dB f = 16,32 GHz SF10 có RL = −42,67 dB f = 14,72 GHz, tương ứng Các giá trị RL khẳng định lại việc pha tạp không ảnh hưởng đáng kể đến hấp thụ sóng vi ba xét độ tổn hao điện từ Tuy nhiên, giá trị RL cao nhiều so với báo cáo khác khảo sát khả hấp thụ sóng vi ba vùng tần số từ 2-18 GHz hợp chất SrFe12O19 pha tạp đơn chất [17, 15, 24, 25] Thông tin chi tiết tham số tổn hao phản xạ báo cáo dựa hợp chất SrFe12O19 pha tạp liệt kê Bảng 3.2 Các giá trị vị trí đỉnh cộng hưởng đường cong RL(f) mẫu SrFe12-2xCux/2Cox/2TixO19 giải thích dựa vào đường cong Zin/Z0 (tỷ lệ đặc tính trở kháng đầu vào trở kháng không gian tự do) lớp hấp thụ có độ dày d = 0,75 mm, hiển thị Hình 3.10 Hình 3.10 Đường cong phụ thuộc tần số Zin/Z0 mẫu hấp thụ có độ dày d = 0,75 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (d) x = 0,15 44 Cụ thể, đỉnh RL f = 13,92 GHz mẫu x = kết hiệu ứng cộng hưởng phù hợp trở kháng (Zin/Z0 = 1,195) vị trí tần số, Hình 3.10a Trong mẫu x = 0,05 0,10 có đỉnh gần với đường chuẩn Zin/Z0 = để xảy tượng phù hợp trở kháng Đặc biệt, mẫu x = 0,15 có đường cong Zin/Z0 gần trùng khớp với đường y = (đường chuẩn) dải tần 14,53–15,23 GHz, dẫn đến giá trị RL tốt ghi nhận, Hình 3.10d Mặc dù độ dày d = 0,75 mm cho thấy giá trị EAB tốt cho tất mẫu, có độ dày mẫu hấp thụ khác cho giá trị EAB lớn hơn, chẳng hạn với độ dày d = 1,25 mm Hình 3.11 biểu diễn đường cong RL(f) cho mẫu với độ dày 1,25 mm Hình 3.11 Giá trị độ tổn hao phản xạ tối ưu cho mẫu hấp thụ có độ dày d = 1,25 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (c) x = 0,15 Từ đó, giá trị EAB mẫu xác định Giá trị EAB mẫu SF0, SF5 SF15 lớn 10,87, 9,93 9,69 GHz, tương ứng Đáng ý EAB mẫu SF10 gần bao phủ toàn dải tần số đo được, với EAB = 15,90 GHz Các giá trị EAB lớn mẫu SFCCT 45 giải thích đường cong Zin/Z0 mẫu hấp thụ có độ dày d = 1,25 mm, Hình 3.12 Các đường cong mẫu SF0, SF5 SF15 gần với đường chuẩn Zin/Z0 = (với số phần nằm phía số phần nằm phía dưới), dẫn đến việc ghi nhận giá trị lớn EAB Đặc biệt, đường cong Zin/Z0 mẫu SF10 chủ yếu nằm đường Zin/Z0 = cho giá trị EAB tốt số mẫu khảo sát Trên thực tế, độ dày d = 1,25 mm độ dày cho thấy EAB tốt cho tất mẫu Với mẫu SF5 SF15 giá trị tối ưu EAB ~ 10,27 GHz độ dày 0,75 mm EAB ~ 9,79 GHz độ dày 1,5 mm Tuy nhiên, giá trị không lớn nhiều so với giá trị thể Hình 3.12 Hình 3.12 Đường cong phụ thuộc tần số Zin/Z0 mẫu hấp thụ có độ dày d = 1,25 mm với (a) x = 0; (b) x = 0,05; (c) x = 0,10 (d) x = 0,15 Cần lưu ý giá trị EAB ghi nhận tốt cho độ dày khác mẫu EAB hẹp mẫu SF0 4,4 GHz, SF5 5,87 GHz, hai quan sát độ dày mỏng d = 0,5 mm Tương tự, EAB nhỏ có giá trị 3,26 5,27 GHz cho 46 mẫu SF10 SF15 Thật thú vị, giá trị EAB hẹp mẫu chúng tơi so sánh với hầu hết chất hấp thụ dựa vật liệu Sr hexa-ferrite, liệt kê Bảng 3.2 Nhìn chung, mẫu SFCCT chế tạo cách kết hợp nghiền bi phản ứng pha rắn hấp thụ 99,9% lượng sóng điện từ chiếu tới Tuy nhiên, cải tiến tốt hiệu suấ hấp thụ băng thông rộng ghi nhận mẫu SF10 với EAB ~ 15,90 GHz Đặc biệt, với mẫu SF10, độ rộng EAB gần với độ rộng toàn dải tần bao gồm băng tần S, C, X Ku, mở tiềm ứng dụng thực tế 47 KẾT LUẬN Luận văn thu số kết sau: Tổng hợp thành công hệ vật liệu SrFe12-2xCux/2Cox /2TixO19 với nồng độ pha tạp x biến thiên từ 0- 0,15 phương pháp nghiền bi kết hợp với phản ứng pha rắn Cấu trúc pha tinh thể nghiên cứu cách phân tích giản đồ XRD phổ RS cho thấy có xuất pha tạp chất Fe2O3 SrFe2O4 cho nồng độ pha tạp cao (x = 0,1 0,15) Sự thay pha cấu trúc hình thái hạt có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất từ đặc tính điện từ (EM) mẫu SrFe12-2xCux/2Cox /2TixO19 (x = 0–0,15) Tất mẫu có hiệu suất hấp thụ sóng vi ba cao với giá trị RL tối ưu đạt xuống −40 dB dải tần số rộng, chứng tỏ hiệu suất hấp thụ sóng vi ba lớn 99,99% Giá trị cao EAB, bao phủ dải rộng ∼10 GHz quan sát thấy mẫu SF0, SF5 SF10 Đặc biệt, mẫu SF10 có EAB bao phủ gần toàn dải tần đo từ 2-18 GHz với EAB 15,9 GHz, chứng minh mẫu chúng tơi vật liệu hấp thụ sóng vi ba đầy hứa hẹn cho ứng dụng thực tế 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO K A Korolev, S Chen, R Barua, M.N Afsar, Y Chen, V.G Harris, Millimeter wave transmittance/absorption measurements on micro and nano hexaferrites, AIP Adv (2017), 056101 L Deng, Y Zhao, Z Xie, Z Liu, C Tao, R Deng, Magnetic and microwave absorbing properties of low-temperature sintered BaZrxFe(12− x) O 19, RSC Adv., (2018), 42009 V Shukla, Review of electromagnetic interference shielding materials fabricated by iron ingredients, Nanoscale Adv., (2019), 1640 S Dong, C Lin, X Meng, One-pot synthesis and microwave absorbing properties of ultrathin SrFe12O19 nanosheets, J Alloys Compd., 783 (2019), 779 K Bobzin, G Bolelli, M Bruehl, A Hujanen, P Lintunen, D Lisjak, S Gyergyek, L Lusvarghi, Characterisation of plasma-sprayed SrFe12O19 coatings for electromagnetic wave absorption, J Eur Ceram Soc., 31 (2011), 1439 W Chen, Q Liu, X Zhu, M Fu, One-step in situ synthesis of strontium ferrites and strontium ferrites/graphene composites as microwave absorbing materials, RSC Adv., (2017), 40650 S.E.M Ghahfarokhi, F Ranjbar, M.Z Shoushtari, A study of the properties of SrFe12-xCoxO19 nanoparticles, J Magn Magn Mater., 349 (2014), 80 Z Zhang, X Liu, X Wang, Y Wu, R Li, Effect of Nd–Co substitution on magnetic and microwave absorption properties of SrFe12O19 hexaferrites, J Alloys Compd., 525 (2012), 114 P Kaur, S.K Chawla, S.B Narang, K Pubby, Effect of precursors on the structural, magnetic, dielectric, microwave and electromagnetic properties of 49 Co-Zr doped nanocrystalline strontium hexaferrites synthesized via sol-gel method, J Magn Magn Mater., 422 (2017), 304 10 M A Ahmed, N Okasha, M.Oaf, R.M.Kershi, J Magn Magn.Mater., 314 (2007), 128 11 Pullar, R C (2012) Hexagonal ferrites: a review of the synthesis, properties and applications of hexaferrite ceramics Progress in Materials Science, 57(7), 1191-1334 12 Smit, J., and Wijn, H P J (1959) Ferrites, Philips technical library Eindhoven, The Netherlands, 278 13 Fengying Guo, Guijuan Ji, Jijing Xu, Haifeng Zou, Shucai Gan, Xuechun Xu, J Magn and Magn materials, 324 (2012) 1209 14 Muhammad Javed Iqbal, Muhammad Naeem Ashiq, J Chem Eng., 136 (2008), 383 15 Muhammad Naeem Ashiq, Muhammad Javed Iqbal, Iftikhar Hussain Gul, J.Magn and Magn Materials, 323 (2011) 259 16 Fang, Q., Cheng, H., Huang, K., Wang, J., Li, R., and Jiao, Y (2005) Doping effect on crystal structure and magnetic properties of chromium-substituted strontium hexaferrite nanoparticles Journal of magnetism and magnetic materials, 294(3), 281-286 17 Roohani, E., Arabi, H., Sarhaddi, R., and Sudkhah, S (2017) M-type strontium hexaferrite nanoparticles prepared by sol-gel auto-combustion method: the role of Co substitution in structural, morphological, and magnetic properties Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 30(6), 15991608 18 Zhang, M., Liu, Q., Zhu, G., and Xu, S (2019) Magnetic properties of Co and Ti co-doped strontium hexaferrite prepared by sol–gel method Applied Physics A, 125(3),191 19 Kaur, H., Singh, C., Marwaha, A., Narang, S B., Jotania, R., Mishra, S R., and Dhruv, P (2018) Elucidation of microwave absorption mechanisms in 50 Co–Ga substituted Ba–Sr hexaferrites in X-band Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29(17), 14995-15005 20 Jijing Xu, Haifeng Zou, Hongying Li, Shucai Gan, Guangyan Hong, J Alloy Comp., 490 (2010) 552 21 Lianwen Deng, Li Ding, Kesheng Zhou, Shengxiang Huang, Zhaowen Hu, Bingchu Yang., J Magn Magn Mater., 323 (2011) 1895 22 J Huo, L Wang, and H Yu, “Polymeric nanocomposites for electromagnetic wave absorption,” J Mater Sci, vol 44, no 15, pp 3917–3927, Aug 2009, doi: 10.1007/s10853-009-3561-1 23 Y Wang, Y Du, P Xu, R Qiang, and X Han, “Recent Advances in Conjugated Polymer-Based Microwave Absorbing Materials,” Polymers, vol 9, no 1, Art no 1, Jan 2017, doi: 10.3390/polym9010029 24 J Huo, L Wang, and H Yu, “Polymeric nanocomposites for electromagnetic wave absorption,” J Mater Sci, vol 44, no 15, pp 3917–3927, Aug 2009, doi: 10.1007/s10853-009-3561-1 25 Paula, M Rezende, J Barroso, Experimental measurements and numerical simulation of permittivity and permeability of Teflon in X band J Aerosp.Technol Manag., 3, 2011, 59-64 26 W J Zhao, P Wei, H.-B Cheng, X.-F Tang, Q.-J Zhang, FTIR spectra, lattice shrinkage, and magnetic properties of CoTi-substituted M-type barium hexaferrite nanoparticles, J Am Ceram Soc , 90 (2007) 2095–2103 27 H H Nguyen, N Tran, T.L Phan, D.S Yang, N.T Dang, B.W Lee, Electronic structure, and magnetic and microwave absorption properties of Co-doped SrFe12O19 hexaferrites, Ceram Int., 46 (2020) 19506–19513 28 Garg, S Goel, N Kumari, P Soni, H.B Baskey, S Tyagi, Yttrium-doped strontium hexaferrite particles for microwave absorption application in Xband, J Mater Sci Mater Electron., 31 (2020) 13746–13755 29 Varma, A.S Mukasyan, A.S Rogachev, K.V Manukyan, Solution combustion synthesis of nanoscale materials, Chem Rev., 116 (2016) 14493– 14586 51 30 P Mariño-Castellanos, F Guerrero, Y Romaguera-Barcelay, E GoveiaAlcaide, E.A Cotta, Y Leyet, J Anglada-Riveira, E Padrón-Hernández, R Pa-Garcia, Effect of La3+ cation solubility on the structural, magnetic and electrical properties of barium hexaferrite, Ceram Int 47, (2021) 8236–8247 31 M Jamalian, A Ghasemi, E Paimozd, Sol–Gel synthesis of Mn–Sn–Tisubstituted strontium hexaferrite nanoparticles: structural, magnetic, and reflection-loss properties, J Electron Mater., 43 (2014) 1076–1082 32 S Wang, D Li, Y Xiao, W Dang, J Feng, Synthesis of SrFe12O19 magnetic nanoparticles by EDTA complex method, Russ J Phys Chem A, 91 (2017),1981–1986 33 Morel, J.M Le Breton, J Kreisel, G Wiesinger, F Kools, P Tenaud, Sublattice occupation in Sr1-xLaxFe12-xCoxO19 hexagonal ferrite analyzed by Mössbauer spectrometry and Raman spectroscopy, J Magn Magn Mater., 242–245 (2002), 1405 34 M.A.P Buzinaro, M.A Macêdo, B.F.O Costa, N.S Ferreira, Ceram Int., 45 (2019), 13571 35 S Kumar, S Supriya, M Kar, Correlation between temperature dependent dielectric and DC resistivity of Cr substituted barium hexaferrite, Mater Res Express , (2017) 10.1088/2053-1591/aa9a51 36 H Mansour, H Letifi, R Bargougui, S De Almeida-Didry, B Negulescu, C Autret, A Gadri, S Ammar, Structural, optical, magnetic and electrical properties of hematite (α-Fe2O3) nanoparticles synthesized by two methods: polyol and precipitation, Appl Phys A, 123 (2017).10.1007/s00339-017-1408-1 37 L Wang, X Lu, C Han, R Lu, S Yang, X Song, Electrospun hollow cagelike α-Fe2O3 microspheres: synthesis, formation mechanism, and morphology-preserved conversion to Fe nanostructures, Cryst Eng Comm., 16 (2014) 10618-10623 10.1039/C4CE01485E 38 T Xie, L Xu, C Liu, Synthesis and properties of composite magnetic material SrCoxFe12-xO19 (x=0–0.3), Powder Technol , 232 (2012) 87–92 52 39 T.T.V Nga, N Thi Lan, T Thanh Loan, H Ha, Structure and magnetic properties of SrFe12O19/CoFe2O4 nanocomposite ferrite, VNU J Sci Math Phys., 35 (2019) 40 E Mousavi Ghahfarokhi, E Mohammadzadeh, M Shoushtari, Effects of sintering temperature on structural, morphological and magnetic properties of strontium ferrite nanoparticles, J Supercond Nov Magnetism, 32 (2019) 41 A.M Alsmadi, I Bsoul, S.H Mahmood, G Alnawashi, K Prokeš, K Siemensmeyer, B Klemke, H Nakotte, Magnetic study of M-type doped barium hexaferrite nanocrystalline particles, J Appl Phys., 114 (2013) 243910 42 Zeleňáková, J Kovac, V Zelenak, Magnetic properties of Fe2O3 nanoparticles embedded in hollows of periodic nanoporous silica, J Appl Phys., 108 (2010) 43 L Deng, Y Zhao, Z Xie, Z Liu, C Tao, R Deng, Magnetic and microwave absorbing properties of low-temperature sintered BaZrxFe(12-x)O19, RSC Adv , (2018) 42009–42016 44 S Mahadevan, C Pahwa, S.B Narang, P Sharma, Structural, dielectric and magnetic properties of BaFe12-xAlxO19 hexaferrite thick films, J Magn Magn Mater., 441 (2017) 465–474 45 J.F Wang, C.B Ponton, R Grössinger, I.R Harris, A study of La-substituted strontium hexaferrite by hydrothermal synthesis, J Alloys Compd., 369 (2004) 170–177 46 Prokopchuk, I Zozulia, Y Didenko, D Tatarchuk, H Heuer, Y Poplavko, Dielectric permittivity model for polymer–filler composite materials by the example of Ni- and graphite-filled composites for high-frequency absorbing coatings, Coatings, 11 (2021) 47 Y Cheng, X Ren, Enhanced microwave absorbing properties of La3+ substituting barium hexaferrite, J Supercond Nov Magnetism, 29 (2016) 803–808 53 48 K.P Surendran, S Solomon, M.R Varma, P Mohanan, M.T Sebastian, Microwave dielectric properties of RETiTaO6 (RE = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Yb, Al, and In) ceramics, J Mater Res., 17 (2002) 2561–2566 49 R.D Shannon, Dielectric polarizabilities of ions in oxides and fluorides, J Appl Phys., 73 (1993) 348–366 50 H Wu, G Wu, L Wang, Peculiar porous α-Fe2O3, γ-Fe2O3 and Fe3O4 nanospheres: facile synthesis and electromagnetic properties, Powder Technol., 269 (2015) 443–451 51 Z Zhang, X Liu, X Wang, Y Wu, R Li, Effect of Nd–Co substitution on magnetic and microwave absorption properties of SrFe12O19 hexaferrites, J Alloys Compd., 525 (2012) 114–119 52 H Nikmanesh, S Hoghoghifard, B Hadi-Sichani, Study of the structural, magnetic, and microwave absorption properties of the simultaneous substitution of several cations in the barium hexaferrite structure, J Alloys Compd., 775 (2019) 1101–1108 53 P Kaur, S.K Chawla, S.S Meena, S.M Yusuf, K Pubby, S.B Narang, Modulation of physico-chemical, magnetic, microwave and electromagnetic properties of nanocrystalline strontium hexaferrite by Co-Zr doping synthesized using citrate precursor sol-gel method, Ceram Int., 43 (2017) 590–598 54 Baniasadi, A Ghasemi, A Nemati, M Azami Ghadikolaei, E Paimozd, Effect of Ti–Zn substitution on structural, magnetic and microwave absorption characteristics of strontium hexaferrite, J Alloys Compd., 583 (2014) 325– 328 55 M Jamalian, A Ghasemi, E Paimozd, Sol–Gel synthesis of Mn–Sn–Tisubstituted strontium hexaferrite nanoparticles: structural, magnetic, and reflection-loss properties, J Electron Mater., 43 (2014) 1076–1082