NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHA TẠP LÊN CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU NỀN BaTiO3

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNGĐẠIHỌCSƯP HẠM KHOA VẬTLÍ PHANHỒNGNHÃ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHA TẠP LÊN CẤUTRÚCTINHTHỂCỦAVẬTLIỆUNỀNBaTiO3 KHÓA LUẬNTỐTNGHIỆP Đà nẵng,2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNGĐẠIHỌCSƯP HẠM KHOA VẬTLÍ PHAN HOÀNGNHÃ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHA TẠP LÊN CẤUTRÚCTINHTHỂCỦAVẬTLIỆUNỀNBaTiO3 KHĨALUẬNTỐTNGHIỆP Chunngành:Sư phạmVậtLíKhóahọc:2018–2022 Ngườihướngdẫn:TS.ĐinhThanhKhẩn, KhoaVậtLí, ĐạihọcSưphạm–ĐHĐN ĐàNẵng2022 LỜICAMĐOAN Em xin cam đoan tồn nội dung khóa luận tốt nghiệp kết nghiêncứu riêng em Các kết số liệu khóa luận tốt nghiệp trung thực vàhoàntoànkháchquan.Em hoàntoànchịutráchnhiệmvềlờicamđoan ĐàNẵng,ngàythángn ă m 2022 Tácgiả LỜI CẢMƠN Được chấp thuận thầy giáo hướng dẫn TS Đinh Thanh Khẩn vớisựđồngýcủabanchủnhiệmkhoaVậtlíđã chophépemtìmhiểuvàthựchiệnkhóaluận tốt nghiệp:Nghiên cứu ảnh hưởng pha tạp lên cấu trúc tinh thể vậtliệu nềnBaTiO3 Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn TS ĐinhThanhKhẩnđã hướngdẫnemhồnthànhkhóaluận.EmxincảmơnthầygiáoTh.SLê Vũ TrườngSơnvàthầygiáoKSTrịnhNgọcĐạtđãhướngdẫnvàgiúpemthựchiện phép đo, phép phân tích Em xin cảm ơn ý kiến đóng góp củathầy giáo phản biện PGS.TS Nguyễn Văn Hiếu giúp em hồn thiện khóa luận Vàcuối em xin cảm ơn thầy phịng thí nghiệm thuộc Trung tâm Tính tốnhiệunăngcaovàKhoahọc vậtliệucủaKhoaVậtlí,TrườngĐạihọcSưphạm–ĐạihọcĐàNẵngcùngcácthầycơkhoaVậtlíTrườngĐại họcSưPhạm–ĐạihọcĐàNẵng nhiệt tình hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu, tinh thầntrách nhiệm, niềm say mê nghiên cứu khoa học tạo điều kiện thuận lợi để em hồnthànhkhóaluậntốtnghiệp Mặc dù cố gắng chắn khóa luận tốt nghiệp khơng thểtránhkhỏinhữngthiếusót,kínhmongnhậnđược sựgópýcủa thầycơvà bạn! ĐàNẵng,ngàythángn ă m 2022 Tácgiả MỤCLỤC MỞĐẦU 1 Lí dochọn đềtài .1 Mụctiêu nghiêncứu Nhiệmvụ nghiêncứu Đối tượngvàphạm vinghiêncứu Phương phápnghiêncứu Cấutrúckhóaluận .2 CHƯƠNG 1.TỔNGQUANLÍTHUYẾT 1.1 Cấutrúctinhthểvàtínhchấtcủa vật liệuperovskite 1.1.1 Cấutrúctinhthểperovskite 1.1.2 Biếndạngtrong vật liệuperovskite .5 1.1.3 Tínhchất củavật liệuperovskite 1.2 Vậtliệuđaphađiệntừ(Multiferroic) .8 1.2.1 Vậtliệusắt điệnvàhiệuứngápđiện 1.2.2 Vậtliệusắt từvàhiệntượng từgiảo 1.2.3 VậtliệuMultiferroic .9 1.2.4 Cácloạivật liệuMultiferroic .10 1.3 VậtliệuBaTiO3 11 1.3.1 Giới thiệuvềBaTiO3 11 1.3.2 Tínhchất củavật liệuBaTiO3 11 1.4 Kết luậnchương1 13 CHƯƠNG2.PHƯƠNGPHÁPCHẾTẠOVÀPHÂN TÍCHVẬT LIỆU 14 2.1 Phương pháp quytrình chếtạo .14 2.1.1 Phương pháppha rắn(phương phápgốm) 14 2.1.2 QuytrìnhchếtạohệmẫuBa 1-xLaxTi1-xFexO3v i x=0;0,02;0,04 ……………………………………………………………………………… 15 2.2 Cácphươngphápphântíchvậtliệu 16 2.2.1 Phépđokínhhiểnviđiệntử quét(SEM) 17 2.2.2 PhươngphápnhiễuxạtiaX(XRD) .18 2.2.3 TánxạRaman 23 2.3 Kếtluậnchương2 26 CHƯƠNG3.KẾTQUẢ VÀTHẢOLUẬN 27 3.1 Khảosátphépđokínhhiểnviđiệntửquét(SEM) 27 3.2 KhảosátnhiễuxạtiaX(XRD) 28 3.2.1 Ảnhhưởngcủasựphatạplêncáchằngsốmạng .30 3.2.2 Ảnhhưởngcủasự pha tạplênthểtíchơcơsở 31 3.2.3 Ảnhhưởngcủasự phatạplênkíchthướctinhthể 32 3.3 PhổtánxạRaman .32 3.4 Kếtluậnchương3 34 KẾTLUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 DANHMỤC TÀILIỆU THAMKHẢO 36 DANHMỤC BẢNG Bảng3.1.CáchằngsốmạngđượcrútratừgiảnđồnhiễuxạtiaXởhình3.1………29 DANHMỤCHÌNHẢNH Hình1.1.Cấutrúc perovskitelítưởng(a)vàsự sắpxếpcủacácbátdiệntrongcấutrúcperovskitelítưởng[5] Hình1.2.Mộ t sốbiếndạngtrongvậtliệuABO 3[5] .6 Hình1.3.Biến dạngJ– Tkéodài[5] Hình1.4.SơđồmứcnănglượngcủaorbitaldtrongbátdiệnBO6ứngvớibiếndạngJ-Tnén xảy [5] Hình2.1.Lịnungnhiệtđộ1800CtạiphịngthínghiệmKhoahọcvậtliệucủaKhoaVậtlí, TrườngĐHSư Phạm-ĐHĐàNẵng 15 Hình2.2.SơđồquátrìnhchếtạomẫuBa1-xLaxTi1-xFexO3 15 Hình2.3 NgunlíhoạtđộngcủaSEM[5] 17 Hình2.4 T h i ế t bị SEMt ại phịngt hí nghiệmKhoahọcvật li ệucủaKhoaVật lí ,TrườngĐHSưPhạm-ĐHĐàNẵng 18 Hình2.5.Sựnhiễuxạ tiaXtrêncác mặttinh thể[5] 19 Hình2.6.Sơđồ phương phápnhiễuxạ bộtvới ghihìnhnhiễuxạ bằngphim[5] .21 Hình2.7.a)Cấuhìnhvà(b)kếtquảnhiễuxạbộtvớighihìnhnhiễuxạbằngđầuthubức xạ(ốngđếmphoton) 21 Hình2.8.MáynhiễuxạtiaXtạiphịngthínghiệmKhoahọcvậtliệucủaKhoaVậtlí, TrườngĐHSư Phạm-ĐHĐàNẵng 22 Hình2.9.Mở rộngđỉnhphổnhiễuxạ tiaXdokích thướctinhthể[5] .22 Hình2.10.SơđồminhhọaqtrìnhtánxạRayleighvat̀ ánxạRaman 24 Hình2.11.ThiếtbịđophổtánxạRamantạiphịngthínghiệmKhoahọcvậtliệucủaKhoaVậtlí, TrườngĐHSư Phạm-ĐHĐàNẵng 25 Hình3 Cácbứcảnhchụp SEMc ủ a Ba1-xLaxTi1-xFexO3vớix=0;0,02;0,04.2 Hình3 GiãnđồnhiễuxạtiaXcủamẫuvật liệuB a 1-xLaxTi1-xFexO3 28 Hình3.3.Sựphụthuộccủahằngsốmạngvàohàm lượngphatạptrongBa1-x x LaxTi1- FexO3 30 Hình3 Sựphụthuộccủathểtíchtinhthểvàohàmlượng phatạptrongBa1-x x LaxTi1- FexO3 31 LaxTi1-xFexO3 Hình3 Sựphụthuộccủakíchthướctinhthểvà o hàmlượngphatạptrongBa1-x 32 Hình3 PhổRamancủaBa1-xLaxTi1-xFexO3v i x=0;0,02;0,04(a)vàx=0,04(b) ………………………………………………………………………………………… 3