Chế tạo và nghiên cứu một số tính chất vật lí của vật liệu lufe

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ PHƯỚC THỊNH CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA VẬT LIỆU LuFe𝐎𝟑 ĐỒNG PHA TẠP Y VÀ Ti KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, tháng năm 2023 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 16990017529541000000 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA VẬT LÍ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ ĐỀ CƯƠNG NGUYỄN THỊ PHƯỚC THỊNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍVÀ CỦA VẬT LIỆU ĐỒNG CHẾ TẠO NGHIÊN CỨU MỘT LuFe𝐎 SỐ TÍNH 𝟑CHẤT VẬT PHA LÍ CỦATẠP VẬT LIỆU LuFe𝐎𝟑 ĐỒNG PHA TẠPYY VÀ VÀ TiTi KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Thị Phước Thịnh Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý Khóa học : 19SVL Khóa học: 2019 - 2023 Người hướng dẫn: TS Đinh Thanh Khẩn Bộ mơn Vật lí đại cương, Khoa Vật Lí Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng, tháng năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, thực Khoa Vật Lí trường Đại học Sư Phạm- Đại học Đà Nẵng hướng dẫn TS Đinh Thanh Khẩn Các số liệu kết khóa luận trung thực, chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả khóa luận Nguyễn Thị Phước Thịnh LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Đinh Thanh Khẩn thầy ThS Lê Vũ Trường Sơn Các Thầy người đề tài trực tiếp hướng dẫn em Các Thầy quan tâm, động viên, giúp em vượt qua khó khăn Qua hướng dẫn tận tình Thầy, em học nhiều kiến thức quý báu không khoa học mà đời sống hàng ngày Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cán phịng thí nghiệm Trường đại học Sư Phạm Đại học Đà Nẵng Những người nhiệt tình giúp đỡ, bảo, đóng góp cho em kinh nghiệm giảng khoa học đáng quý suốt thời gian em làm khóa luận Qua đây, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tồn thể Thầy Cơ Khoa Vật lý tạo cho em điều kiện thuận lợi để học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè động viên, giúp đỡ em nhiều Cuối cùng, em xin cảm ơn cha mẹ người thân em Những người sát cánh, động viên em, đưa em vượt qua tất khó khăn để hồn thành khóa luận cách tốt Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 28 tháng năm 2023 Tác giả khóa luận Nguyễn Thị Phước Thịnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1 Vật liệu đa pha điện từ (Multiferroic) 1.1.1 Vật liệu sắt điện hiệu ứng áp điện 1.1.2 Vật liệu sắt từ tượng từ giảo 1.2 Cấu trúc perovskite 1.3 Phân loại vật liệu Perovskite 1.4 Tính chất vật lí ứng dụng vật liệu Perovskite 1.4.1 Tính chất điện 1.4.2 Tính chất dẫn điện 1.4.3 Tính chất từ 1.5 Vật liệu LuFe𝐎3 10 1.5.1 Cấu trúc vật liệu LuFe𝐎𝟑 10 1.5.2 Một số tính chất điển hình vật liệu LuFe𝐎𝟑 10 1.6 Kết luận chương 12 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 13 2.1 Phương pháp chế tạo mẫu 13 2.1.1 Phương pháp pha rắn 13 2.1.2 Quy trình chế tạo mẫu 14 2.2 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 15 2.2.1 Phân tích cấu trúc vật liệu nhiễu xạ tia X 15 2.2.2 Chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) 19 2.2.3 Phân tích cấu trúc vật liệu phổ tán xạ Raman 20 I 2.3 Kết luận chương 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Hình thái bề mặt thành phần hóa học hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 24 3.2 Cấu trúc tinh thể hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 25 3.2.1 Ảnh hưởng pha tạp Y Ti lên ô đơn vị vật liệu LuFe𝐎𝟑 28 3.2.2 Ảnh hưởng pha tạp lên kích thước tinh thể vật liệu LuFeO3 30 3.3 Phổ tán xạ Raman hệ LuFe𝐎𝟑 đồng pha tạp Y Ti 31 3.4 Kết luận chương 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN 37 II DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sự đồng tồn hai trạng thái sắt điện trạng thái trật tự từ vật liệu đa pha điện từ Hình 1.2 Cấu trúc Perovskite lí tưởng (a) xếp bát diện cấu trúc Perovskite lí tưởng (b) Hình 1.3 Các mức lượng điện tử cấu trúc Perovskite Hình 1.4 Màng nhiễu xạ tia X dạng bột LuFeO3 FullProf trực thoi 10 Hình 1.5 Sự phụ thuộc nhiệt độ từ hóa tương đối giá trị tương hỗ LuFe𝐎𝟑 11 Hình 2.1 Lị nung nhiệt độ 1800°C phịng thí nghiệm Khoa học vật liệu Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm- ĐH Đà Nẵng 13 Hình 2.2 Sự nhiễu xạ tia X mặt tinh thể 15 Hình 2.3 (a) Cấu hình (b) kết nhiễu xạ bột với ghi hình nhiễu xạ đầu thu xạ (ống đếm photon) 17 Hình 2.4 Máy nhiễu xạ tia X phịng thí nghiệm Khoa học vật liệu Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm- ĐH Đà Nẵng 18 Hình 2.5 Mở rộng đỉnh phổ nhiễu xạ tia X kích thước tinh thể 18 Hình 2.6 Ngun lí hoạt động máy SEM 19 Hình 2.7 Thiết bị SEM phịng thí nghiệm Khoa học vật liệu Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm- ĐH Đà Nẵng 20 Hình 2.8 Sơ đồ minh họa trình tán xạ Rayleigh tán xạ Raman 22 Hình 2.9 Thiết bị đo phổ tán xạ Raman phịng thí nghiệm Khoa học vật liệu Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm- ĐH Đà Nẵng 23 Hình 3.1 Hình ảnh SEM hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 với x= 0; x= 0,06 24 Hình 3.2 Đường cong EDS hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 với x= 24 III Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu LuFeO3 với x = Các vạch thẳng đứng số màu đỏ giản đồ nhiễu xạ chuẩn vật liệu LuFe𝐎𝟑 với cấu trúc tinh thể trục thoi 25 Hình 3.4 Giãn đồ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti với x= 0; x= 0,02; x= 0,06 26 Hình 3.5 Sự phụ thuộc số mạng a vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 28 Hình 3.6 Sự phụ thuộc số mạng b vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 28 Hình 3.7 Sự phụ thuộc số mạng c vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 29 Hình 3.8 Sự phụ thuộc thể tích đơn vị vào nồng độ pha tạp LuFeO3 29 Hình 3.9 Sự phụ thuộc kích thước tinh thể vào hàm lượng pha tạp LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti 30 Hình 3.10 Phổ Raman phụ thuộc vào thành phần hợp chất đa tinh thể 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 31 IV DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất đặc trưng số Perovskite Bảng 3.2 Thông số mạng rút từ Excel giản đồ nhiễu xạ tia X nhiệt độ phòng vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti 27 Bảng 3.3 Bán kính ion chất chất pha tạp LuFeO3 31 V MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong cách mạng khoa học công nghệ nay, ngành Khoa học vật liệu nói chung vật liệu từ nói riêng đóng góp vai trò quan trọng Các nghiên cứu ngày mở nhiều triển vọng khả ứng dụng nhóm vật liệu Vật liệu Perovskite đem lại giá trị học thuật bên cạnh giá trị ứng dụng chúng Đã có nhiều hiệu ứng phát ứng dụng với thực tế hiệu ứng từ trở khổng lồ, tượng đóng băng thủy tinh spin, trật tự điện tích,… đặc biệt chế tạo vật liệu cho ngành kỹ thuật mũi nhọn điện tử, hàng không, lượng nguyên tử v.v Cho thấy hợp chất Perovskite biểu nhiều lý tính phức tạp kỳ thú, hứa hẹn mang lại nhiều ứng dụng tương lai Qua đó, chúng tơi tiến hành tìm hiểu tính chất vật lí LuFeO3 nói chung tính chất vật lí LuFeO3 pha tạp Y Ti nói riêng Trong khóa luận này, cấu trúc tinh thể từ tính màng LuFeO3 lục giác đơn tinh thể nghiên cứu cách sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X, ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) phổ tán xạ Raman Chúng cho việc nghiên cứu giải vấn đề nêu cần thiết đặc biệt Vì vậy, đề xuất đề tài “Chế tạo nghiên cứu số tính chất vật lí vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti” cho khóa luận Mục tiêu nghiên cứu Chế tạo thành công vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ pha tạp đến cấu trúc vật liệu chế tạo Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu cấu trúc chuyển pha vật liệu Perovskite - Chế tạo vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti - Nghiên cứu tính chất vật lí vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti Hình 2.9 Thiết bị đo phổ tán xạ Raman phịng thí nghiệm Khoa học vật liệu Khoa Vật lí, Trường ĐH Sư Phạm- ĐH Đà Nẵng 2.3 Kết luận chương Trên sở lí thuyết chương 1, chương tác giả tập trung xây dựng phương pháp chế tạo phương pháp phân tích hệ vật liệu LuFeO3 với (x= 0; 0,02; 0,06) cụ thể sử dụng phương pháp pha rắn (phương pháp gốm) để chế tạo hệ vật liệu LuFeO3 với x= 0; 0,02; 0,06 Từ đưa quy trình chế tạo hệ vật liệu Các phương pháp phân tích vật liệu đựa lựa chọn như: Phương pháp phép đo kính hiển vi điện tử quét, nhiễu xạ tia X, tán xạ Raman Như tác giả đưa phương pháp, quy trình chế tạo phân tích mẫu vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Yx O3 với x= 0; 0,02; 0,06 Kết phân tích mẫu vật liệu chế tạo trình bày chương 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hình thái bề mặt thành phần hóa học hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐓𝐢𝐱 𝐎𝟑 Hình 3.1 Hình ảnh SEM hệ vật liệu 𝐿𝑢1−𝑥 𝑌𝑥 𝐹𝑒1−𝑥 𝑇𝑖𝑥 𝑂3 với x= 0; x= 0,06 Hình thái bề mặt mẫu vật liệu 𝐿𝑢1−𝑥 𝑌𝑥 𝐹𝑒1−𝑥 𝑇𝑖𝑥 𝑂3 với x= 0; x= 0,06 khảo sát máy SEM Kết thể hình 3.1 Từ hình 3.1 ta thấy hình thái có hạt xu hướng hình cầu Các hạt nhỏ lại có xu hướng kết dính lại thành đám với hình thái khơng xác định Ngồi ra, pha tạp Y Ti vào vật liệu LuFeO3 kích thước hạt giảm xuống Đây xu hướng thường thấy pha tạp vào mẫu chế tạo phương pháp phản ứng pha rắn Hình 3.2 Đường cong EDS hệ vật liệu 𝐿𝑢1−𝑥 𝑌𝑥 𝐹𝑒1−𝑥 Ti𝑂3 với x= 24 Ngồi thành phần hóa học (tỉ lệ phần trăm nguyên tử nguyên tố) vật liệu LuFeO3 (x= 0) nghiên cứu thông qua phép đo phổ tán sắc lượng tia X (EDS) Kết mơ tả hình 3.2 Phân tích phổ EDS cho ta tỉ lệ nguyên tử nguyên tố Lu:Fe:O có mẫu x= gần với tỉ lệ 1:1:3 Điều phù hợp với công thức hóa học LuFeO3 vật liệu 3.2 Cấu trúc tinh thể hệ vật liệu 𝐋𝐮𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐅𝐞𝟏−𝐱 𝐘𝐱 𝐎𝟑 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu LuFeO3 với x = Các vạch thẳng đứng số màu đỏ giản đồ nhiễu xạ chuẩn vật liệu LuFe𝑂3 với cấu trúc tinh thể trục thoi Hình 3.3 mơ tả giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x = giản đồ nhiễu xạ tia X chuẩn vật liệu LuFeO3 Từ hình 3.3, ta thấy giản đồ nhiễu xạ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Yx O3 với x = (LuFeO3 khơng pha tạp) hồn tồn trùng khớp với giản đồ chuẩn vật liệu LuFeO3 có cấu trúc tinh thể trực thoi Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu pha tạp với x = 0,02 0,06 trình bày hình 3.4 Như thấy hình 3.4, giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu pha tạp với x = 0,02 0,06 giống hoàn toàn với giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu không pha tạp Điều chứng tỏ việc pha tạp ion Y Ti đến hàm lượng x = 0,06 chưa làm thay đổi cấu trúc tinh thể vật liệu LuFeO3 25 Ngoài ra, khơng quan sát thấy đỉnh phụ khác giản đồ nhiễu xạ tia X hệ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 Điều chứng tỏ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 (với x = 0; 0,02 0,06) chế tạo đề tài vật liệu đơn pha với cấu trúc tinh thể trực thoi Hình 3.4 Giãn đồ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti với x= 0; x= 0,02; x= 0,06 Với hệ trực thoi, ta có: d2hkl = h2 k2 l2 a b c2 + + (3.1) Trong đó: a, b, c số mạng; dhkl khoảng cách mạng mặt mạng (hkl) Từ giản đồ tia X, cách xác định giá trị 2 ứng với đỉnh có số h, k, l khác để tính giá trị dhkl tương ứng vào phương trình (3.1), xác định số mạng a, b c hệ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 (với x = 0; 0,02 0,06) 26 Ngoài ra, từ giản đồ nhiễu xạ tia X xác định kích thước tinh thể D hệ vật liệu thơng qua cơng thức: D= λ.k (3.2) β.cosθ Trong đó, k = 0,9; λ = 1.54056 × 10−10 m bước sóng tia X;  độ bán rộng đỉnh nhiễu xạ (FWHM) Bằng cách xác định FWHM đỉnh đơn khác giản đồ nhiễu xạ tia X hình 3.4, thu ba giá trị khác kích thước tinh thể vật liệu từ tính giá trị trung bình kích thước tinh thể vật liệu Kết thu số mạng kích thước tinh thể trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2 Thông số mạng rút từ Excel giản đồ nhiễu xạ tia X nhiệt độ phòng vật liệu LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti x 0,02 0,06 a (nm) 0,522351 0,522327 0,522132 b (nm) 0,555457 0,555404 0,555354 c (nm) 0,755456 0,755289 0,754929 D (nm) 130,2 116,8 111,4 27 3.2.1 Ảnh hưởng pha tạp Y Ti lên ô đơn vị vật liệu LuFeO3 Hình 3.5 Sự phụ thuộc số mạng a vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 Hình 3.6 Sự phụ thuộc số mạng b vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 28 Hình 3.7 Sự phụ thuộc số mạng c vào nồng độ x=0; x=0,02; x=0,06 LuFeO3 Hình 3.8 Sự phụ thuộc thể tích đơn vị vào nồng độ pha tạp LuFeO3 Các hình 3.5 đến 3.8 thể phụ thuộc số mạng thể tích đơn vị vào hàm lượng pha tạp x Từ hình 3.5 đến 3.7, ta thấy tăng nồng độ pha tạp Y Ti hệ LuFeO3 tăng số mạng a, b c giảm dần Do đó, thể tích đơn vị giảm dần theo nồng độ pha tạp nhìn thấy hình 3.8 Sự giảm số mạng thể tích đơn vị theo hàm lượng pha tạp giải thích mục 3.2.2 29 3.2.2 Ảnh hưởng pha tạp lên kích thước tinh thể vật liệu LuFeO3 Hình 3.9 Sự phụ thuộc kích thước tinh thể vào hàm lượng pha tạp LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti Sự phụ thuộc kích thước tinh thể vào hàm lượng pha tạp LuFeO3 đồng pha tạp Y Ti thể hình 3.9 Khi hàm lượng pha tạp vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 tăng từ x=0 lên x=0,06 kích thước tinh thể giảm dần Cụ thể tăng x từ đến 0,06 kích thước tinh thể giảm từ 130,2 nm xuống 111,4 nm Ta giải thích cho giảm thơng số mạng kích thước tinh thể tăng hàm lượng pha tạp dựa vào chênh lệch bán kính ion pha tạp (Y Ti) ion bị thay mạng LuFeO3 (Lu Fe) (xem bảng 3.2) Khi pha tạp Y Ti vào vật liệu LuFeO3 , ion Y Ti chỗ ion Lu Fe mạng Vì tổng bán kính ion pha tạp Y Ti nhỏ tổng bán kính ion mạng bị thay Lu Fe nên tăng hàm lượng pha tạp mẫu Lu1−x Yx Fe1−x Yx O3 làm cho khoảng cách ion giảm xuống Hàm lượng Y Ti lớn khoảng cách ion giảm, dẫn đến thơng số mạng kích thước tinh thể giảm theo hàm lượng pha tạp x (xem bảng 3.1) [12] 30 Bảng 3.3 Bán kính ion chất chất pha tạp LuFeO3 Ion Lu Y Fe Ti Bán kính ion 1,26 Å 0,900 Å 0,645 Å 0,61 Å 3.3 Phổ tán xạ Raman hệ LuFe𝐎𝟑 đồng pha tạp Y Ti Phỗ tán xạ Raman hệ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 trình bày hình 3.10 Phổ tán xạ raman vật liệu LuFeO3 không pha tạp (x=0) gồm đỉnh đặc trưng vật liệu LuFeO3 [12] Các đỉnh phổ 200 cm−1 cho có liên quan chủ yếu với dao động ion đất Lu Các đỉnh phổ khoảng từ 200 đến 350 cm−1 liên quan đến chuyển động nghiêng bát diện FeO6 Các đỉnh phổ vùng tần số từ 350 đến 500 cm−1 cho liên quan đến ion oxy Các đỉnh vùng từ 500 cm−1 trở lên có liên quan đến dao động kéo dài đối xứng liên kết Fe- O [12] Hình 3.10 Phổ Raman phụ thuộc vào thành phần hợp chất đa tinh thể 𝐿𝑢1−𝑥 𝑌𝑥 𝐹𝑒1−𝑥 𝑇𝑖𝑥 𝑂3 31 Phổ tán xạ raman vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x = 0,02 0,06 có dạng tương tự phổ tán xạ raman vật liệu không pha tạp Tuy nhiên, quan sát thấy hình 3.10, tăng nồng độ pha tạp đỉnh phổ có xu hướng dịch chuyển phía tần số thấp độ rộng phổ có xu hướng mở rộng Sự dịch chuyển phía tần số thấp đỉnh phổ liên quan đến giảm khoảng cách ion (giảm số mạng thể kết nhiễu xạ tia X) Một cách gần coi tần số dao động (vị trí đỉnh phổ) xác định theo cơng thức: f= 2𝜋 √k/m (3.3) Trong đó, m khối lượng ion, k số phụ thuộc vào khoảng cách ion Hằng số k giảm khoảng cách ion giảm xuống Như trình bày mục 3.2, nồng độ pha tạp tăng, số mạng vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 giảm Điều đồng nghĩa với khoảng cách ion giảm xuống làm cho số k giảm Do tần số f giảm theo nồng độ pha tạp Sự mở rộng đỉnh phổ tăng nồng độ pha tạp liên quan đến biến dạng cấu trúc pha trực thoi pha tạp ion Y Ti vào vật liệu LuFeO3 [13] Ngoài ra, nồng độ pha tạp x=0,02 x=0,06 đỉnh phổ ~636 cm−1 bị tách thành hai đỉnh ~612 cm−1 ~ 650 cm−1 Điều liên quan đến diện lượng nhỏ cấu trúc cục bị rối loạn cao pha trực thoi bị pha tạp [13] 3.4 Kết luận chương Trong chương tác giả tập trung phân tích hệ mẫu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x= 0; 0,02; 0,06 chế tạo chương Hệ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x= 0; 0,02; 0,06 đơn pha có cấu trúc tinh thể trực thoi Khi pha tạp Y Ti vào vật liệu LuFeO3 , ion Y Ti chỗ ion Lu Fe mạng Vì tổng bán kính ion pha tạp Y Ti nhỏ tổng bán kính ion mạng bị thay Lu Fe nên dẫn đến thông số mạng kích thước tinh thể giảm theo hàm lượng pha tạp x Phổ tán xạ raman vật liệu 32 Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x = 0,02 0,06 có dạng tương tự phổ tán xạ Raman vật liệu khơng pha tạp chúng có xu hướng chuyển phía tần số thấp độ rộng phổ có xu hướng mở rộng 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong khóa luận tác giả tập trung nghiên cứu chi tiết tổng quan lí thuyết, phương pháp chế tạo phân tích hệ vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x= 0; 0,02; 0,06 Bằng cách sử dụng phương pháp chế tạo phản ứng pha rắn, phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X, tán xạ Raman, phép đo kính kiễn vi điện tử quét (SEM) Các vật liệu Lu1−x Yx Fe1−x Tix O3 với x= 0; 0,02; 0,06 Khi pha tạp Y Ti vào vật liệu LuFeO3 , ion Y Ti chỗ ion Lu Fe mạng Vì tổng bán kính ion pha tạp Y Ti nhỏ tổng bán kính ion mạng bị thay Lu Fe nên tăng hàm lượng pha tạp mẫu Lu1−x Yx Fe1−x Yx O3 làm cho khoảng cách ion giảm xuống Hàm lượng Y Ti lớn khoảng cách ion giảm, dẫn đến thông số mạng kích thước tinh thể giảm theo hàm lượng pha tạp x Các kết phép đo tán xạ Raman cho thấy tăng hàm lượng pha tạp Y Ti đỉnh phổ dịch chuyển phía tần số thấp Điều lần khẳng định giảm khoảng cách mạng tăng hàm lượng pha tạp 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Nguyễn Bá Đoàn (2011), Vật liệu tổ hợp cấu trúc Micro- Nano PZT, Nghiên cứu chế tạo tính chất đặc trưng, Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật liệu, Đại học quốc gia Hà Nội- Trường Đại học Công nghệ [2] Phạm Anh Đức ( 2015), Chế tạo nghiên cứu vật liệu Multiferroic cấu trúc Nano cho cảm biến trường micro- tesla, Luận án Tiến sĩ vật liệu linh kiện Nano, Đại học quốc gia Hà Nội- Trường Đại học Cơng nghệ [3] Lưu Hồng Anh Thư (2014), Chế tạo nghiên cứu vật liệu BiFe pha tạp ion đất hiếm, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên [4] Nguyễn Thị Thu Yên (2022), Nghiên cứu chế tạo khảo sát ảnh hưởng đồng pha tạp ion La Mn đến tính chất vật lí vật liệu BiFe , Luận án Tiến sĩ Vật Lí, Đại học Quy Nhơn [5] Phạm Thế Tân (2015), Cấu trúc tính chất số loại Perovskite đơn kép chứa Mn, Luận án Tiến sĩ vật Lí, Đại học Khoa học Tự nhiên [6] Thạch Thị Đào Liên (2022), Nghiên cứu chế tạo khảo sát đặc trưng vật liệu Perovskite vô cơ- hữu ứng dụng cho linh kiện pin Mặt trời lai, Luận án Tiến sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội Tài liệu tiếng anh [7] Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Zülpicher Strasse 77, 50937 Koln, Germany, Classifying multiferroics, Mechanisms and effects, March 9, 2009 Physics 2, 20 [8] Daniel Khomskii (2009), Classifying multiferroics: Mechanisms and effects, Physics 2, 20 35 [9] Manfred Fiebig, Thomas Lottermoser, Dennis Meier & Morgan Trassin (2016), The evolution of multiferroics, Nature Reviews Materials 1, 16046 [10] Wenbin Wang, Jun Zhao, Wen Wang, Z Gai, N Balke, M Chi, Ho Nyung Lee, W Tian, Leyi Zhu, X Cheng, D Keavney, J Yi, T Ward, P Snijders, H.Christen, Weida Wu, Jian Shen, Xiaoshan Xu (2012): Room-temperature multiferroic hexagonal LuFe films, Practice 110.23, 237681 [11] L.P Zhu, H.M.Deng, L Sun (2014), Optical properties of Multiferroic LuFe ceramics, Page 1171-1175 [12] Andrius Pakalniskis, Denis O Alikin, Anton P Turygin, Alexander I Zhaludkevich, Maxim V.Sihibin, Dmitry V Zhaludkevich, Gediminas Niaura, Alekesej Zarkov, Dmitry V Karpinsky and Aivaras Kareiva (2022), Crystal Structure and Concentration- Driven Phase Transitions in LuLu1−xScxFe (0 ≤x ≤ 1) Prepared by the Sol- Gel Method, Materials 15, 1048 [13] Anhua Wu, Guofeng Cheng, Hui Shen, Jiayue Xu, Yaoqing Chu and Zengwei Ge (2009), Preparation of ReFe combustion of Citric Acid gel, 4: 518-521 36 nanocrystalline powders by auto-