MỞ ĐẦU
I Lý đo chọn đề tài
Ngày nay đất nước đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa Địi hỏi sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật và phát triển vật liệu đã trở thành vấn đề quan trọng trong phát triển kinh tế
Vì vậy việc cung cấp cho sinh viên nói chung và sinh viên nghiên cứu vật lý nói riêng các kiến thức cơ bản về các loại vật liệu và phương pháp chế tạo là rất quan trọng
Hiệu ứng tổng trở không lồ có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng vật liệu từ vào khoa học kỹ thuật cũng như đời sống hằng ngày
Hiệu ứng từ tổng trở khống lồ là một dạng của hiện tượng cảm ứng từ
Bản chất của hiệu ứng này là sự thay đổi của tổng trở Z dưới tác dụng của từ
trường ngoài Tuy nhiên trong thời kỳ đầu mới phát hiện, người ta thấy sự thay déi của tông trở Z là không nhiều nên chưa thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học
Đến năm 1994, khi Beach và Panina phát hiện sự thay đổi rất lớn của
tổng trở dưới tác dụng của từ trường trong dây dẫn vơ định hình nền Co Hiệu ứng này được quan tâm trở lại và được gọi là hiệu ứng từ tổng trở không lồ
Hiệu ứng từ tổng trở không lồ được bắt đầu nghiên cứu từ năm 2001 đến nay tại phịng thí nghiệm vật lý kĩ thuật ĐHBK Hà Nội
Bằng phương pháp điện kết tủa người ta có thể tạo ra những vật liệu có hiệu ứng từ tổng trở không lồ -cao Mục đích của phương pháp này là để tăng thêm tính chất bề mặt vật liệu ban đầu cũng như là dé bảo vệ chúng khỏi tác động của môi trường bên ngoài
Trang 2
II Mục đích nghiên cứu
1 Nâng cao hiểu biết, hiểu sâu sắc hơn các vấn đề về vật liệu từ, một trong những vấn đề của vật lý hiện đại có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật
2 Đây cũng là đợt tập dược nghiên cứu khoa học
III Nhiệm vụ nghiên cứu
1 Nghiên cứu hiệu ứng tông trở không lồ - GMI
2 Nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu từ mềm nền Co có hiệu ứng GMI cao bằng công nghệ điện kết tủa
IV Đối tượng nghiên cứu
1 Dây CoP
2 Phương pháp điện kết tủa V, Phương pháp nghiên cứu
1 Đọc tài liệu trong và ngoài nước 2 Tìm hiểu các bài nghiên cứu khoa học
Trang 3
CHUONG 1
TONG QUAN VE HIEU UNG TONG TRO KHONG LO - GMI
1 Hiéu wng tong tré khéng 16 ( Giant Magneto impedance effect — GMI )
1.1 Giới thiệu chung về hiệu ứng tổng trở không lồ
Hiệu ứng tổng trở không lồ - GMI ( Giant Magneto - impedance effect - GMI ) là sự thay đối mạnh tổng trở Z của vật dẫn có từ tính đưới tác dụng của từ trường ngoài He và dòng điện cao tần có tần số œ Để đặc trưng cho hiệu ứng GMI người ta đưa ra tỷ số GMIr được định nghĩa như sau:
Z(H)-Z(H
GMIR = Z(H ms) x 100% (1.0)
max)
- Z(H): Từ tổng trở được đo ở từ trường H
- Z(H„„„): Từ tổng trở đo ở điểm từ trường lớn nhất ( của hệ đo )
Hiệu ứng từ tổng trở không lồ mang bản chất điện từ Nó là sự kết hợp giữa hiệu ứng bề mặt và sự phụ thuộc của độ từ thâm hiệu dụng („¡) của dây dẫn vào từ trường Người ta quan sát thấy hiệu ứng GMI trong các vật liệu từ siêu mềm như: Dây băng màng mỏng vơ định hình va nano tinh thé
Với tỷ số GMIr từ 100% đến 500% ở nhiệt độ phòng Để tạo ra những vật
liệu có hiệu ứng GMI cao người ta sử dụng các phương pháp khác nhau như:
Nguội nhanh, bốc bay, quay phủ, điện kết tủa Hiệu ứng này đã và đang mở
ra một hướng đi đầy triển vọng trong việc phát triển vật liệu từ
1.2 Hiệu ứng tổng trỏ khơng lề GMT
Khi cho dịng điện xoay chiều ¡ = l„e® chạy qua một mạch điện gồm
các thành phần điện trở, cảm kháng và dung kháng Các thành phần này của
Trang 4
mạch điện cản trở chống lại dịng điện chính và được gọi là tổng trở của đây dẫn Để đi đến khái niệm tổng trở của một dây dẫn có từ tính, chúng ta xét các quá trình xảy ra khi cho đòng điện xoay chiều ¡ qua đây dẫn có từ tính Dịng điện xoay chiều này sẽ sinh ra một từ trường vng góc với dây dẫn có từ tính ( hình 1.1) Trong dây dẫn có từ tính xuất hiện một suất điện động cảm ứng
biến thiên do sự biến thiên của từ trường sinh ra bởi dòng điện chính ¡, suất
điện động cảm ứng này tạo ra dòng điện cảm ứng ï' có chiều ngược với chiều của dịng điện chính ¡ Dịng điện cảm ứng này có tác dụng chống lại dòng
điện chính cũng tương đương như sự cản trở của mạch điện RLC và được gọi
tổng trở của dây dẫn có từ tính
- H, i'
Dong dién cao tan i = I,e"" chay trong <r}
day dẫn sinh ra một từ trường H, quanh dây
dẫn Từ trường H, này từ hoá dây theo phương Hình 1.1 Tổng #rở
ngang ( phương vuông góc với trục của dây của dây dân có từ
tính dẫn ) như hình (1.1) và có độ từ thẩm theo
phương ngang kụị Khi ta đưa từ trường ngoài một chiều H,„, song song với trục của dây dẫn thì từ trường này sẽ làm thay đổi quá trình từ hoá theo phương ngang tức là thay đôi tụ Và tong trở của dây dẫn từ tính có dịng điện xoay chiều tần số œ chạy qua dưới tác dụng của từ trường ngoài một chiều Hex đặt doc theo trục của dây được xác định theo biểu thức sau:
Z= RakaJls(Kz)/2J:(kz) (1.1)
- Rg, la dién tré cia day dan
- œ là bán kính trịn của dây
- Jo va J, 1a các hàm Besel, và k= (I+J)/đ - 5 1a d6 dày thấm sâu bề mặt
Tại tần số cao ( |tz|>>1 ), dang gan đúng của các biểu thức Besel cho phép ta tính tống trở đưới dạng sau:
Trang 5
Z=R +jX (1.2)
Với
a
RxX | jÝm (13)
ö, là độ dầy thấm sâu khi độ từ thẩm tương đối „=1, và được tính theo
=2, (1.4)
H,@
Với ø là điện trở suất và œ là tần số góc của dịng điện xoay chiều đặt công thức sau:
vào dây dẫn
Từ các biểu thức trên ta thấy tổng trở của một dây dẫn có từ tính phụ thuộc vào: Bản chất của vật liệu làm dây dẫn, tần số của dòng điện đặt vào
dây dẫn, độ dầy thấm sâu bề mặt, sự phụ thuộc của độ từ thâm vào từ trường ngoài Đề làm rõ bản chất của hiệu ứng tổng trở không lồ chúng ta đi xét các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu ứng
1.3 Các yếu tổ ảnh hưởng tới hiệu ứng tổng trở không lô 1.3.1 Ảnh hưởng của độ từ thẩm lên hiệu ứng tổng trở không lỗ
Độ từ thâm của vật liệu là một hàm của từ trường H và tần số f, tùy
theo mỗi một loại vật liệu mà sự phụ thuộc đó là nhiều hay ít Trong các vật
dẫn phi từ ạt ~ 1, từ trường tác động lên độ từ thấm gần như không đáng kẻ, có thể bỏ qua Do do đó tổng trở của chúng chỉ thay đối theo tần số Nhưng
đối với các vật dẫn từ là các vật liệu từ mềm đặc biệt có độ từ thâm rất lớn p
~ 10”( vơ định hình nền Co và nano tinh thé Fe ) Thì độ từ thẩm của nó thay
đổi mạnh theo từ trường và tần số ( u = u(H, f) ), kéo theo sự thay đổi mạnh tổng trở khi từ trường và tần số thay đổi
Do hiệu ứng bề mặt, dòng điện chủ yếu tập trung trên bề mặt của vật dẫn một lớp mỏng ö là nguyên nhân dẫn đến cấu trúc domain trong dây vô
Trang 6
định hình nền Co bao gồm 2 miền domain: Domain lớp vỏ và domain lõi
(hình 1-2)
Dịng xoay chiều Domain lõi Domain lớp vỏ
0|9|9lðl9 x 1 ` >s iN ¬v_— Z inc ` 1010/0 - 27 es S&S œ°
Hình1.2 Cấu trúc domain của dây vơ định hình nền Co khi có dịng xoay chiêu và từ trường một chiêu
Như vậy độ từ thẩm hiệu dung Ler bao gom hai phan: bo (£, H) = Huạn Œ, H) + Hạ; Œ, H)
Trong đó: ụ (f, H) là độ từ thâm hiệu dụng
H„an (f, H) là độ từ thẩm do quá trình dịch vách domain
Lot (f, H) 14 d6 tir tham đo quá trình quay vec tơ từ độ f là tần số của đòng xoay chiều
H là từ trường ngoài một chiều
Qua mơ hình trên thấy rằng khi từ trường H tăng, tyạn (f, H) giám bớt vì thành phần từ trong mỗi domain giảm khi momen từ hướng theo từ trường ngoài Ngược lại I,¿(f, H) tăng cùng với từ trường và tiến gần đến dị hướng
Trang 7
H¿, sau đó giảm nếu từ trường tăng nữa bởi vì momen từ được gim theo hướng từ trường ngoài
Ở vùng tần số thấp quá trình dịch vách domain ở lớp vỏ chiếm ưu thế hơn quá trình quay véctơ từ độ ở domain lõi Ở tần số cao quá trình dịch vách domain bi dập tắt bởi dịng xốy, khi này đóng góp vào độ từ thâm hiệu dụng uew (f, H) chỉ do quá trình quay vectơ từ độ trong domain lõi của dây dẫn
dưới tác dụng của từ trường ngoài một chiều Her (f, H) = tuu(£, H)
Hình (1.3) chỉ ra đường
cong GMI và các đường cong từ
hoá theo các trục ở tần số thấp
AZiZ
(%) ˆ 5 ° “ f 1
tương ứng Đường cong từ hoá có
dạng vng, có lực kháng từ nhỏ ( „
một vài A/m ), trục domain hướng
HạM
(T)
*
theo phương từ dễ và lạ sinh ra
chủ yếu từ quá trình quay của a2
03 * 06
z ` ^ ` re z x H &A/
véctơ từ độ Cùng với quá trình Am
tăng dần của từ trường tĩnh, độ từ thấm hiệu dụng hạ giảm dần và do đó kéo theo cả sự giảm dần của GMIr Tuy nhiên, khi xem xét
trong vùng từ trường thấp, người ta Hình 1.3
vẫn tìm thấy sự tồn tại của cấu trúc rất mịn, và trên thực tế, gia tri GMIr cao nhất thường đạt tới tại giá trị lực kháng từ H, ,
Trong trường hợp của dây có cấu trúc domain tròn ( còn được gọi là cầu trúc bambô ), độ từ thấm xuất hiện chủ yếu từ quá trình địch vách domain Khi tăng từ trường tĩnh thì tạ tăng lên do quá trình quay của véctơ từ độ theo phương của từ trường tĩnh Trên thực tế, độ từ thâm do quá trình quay của véc
Trang 8
tơ từ độ H„¿ tăng cùng với quá trình giảm dần của độ từ thẩm Hwa do qua trình địch vách domain Giá trị độ từ thấm lớn nhất đạt được tại thời điểm từ trường tĩnh cân bằng với trường dị hướng H,, đồng thời tại vị trí đó GMIr
cũng đạt giá trị lớn nhất
Tương tự với từ trường tinh, ứng suất đặt vào cũng làm thay đổi độ từ
thấm và do đó làm thay đổi tổng trở ( hình1.4 ) Hiện tượng từ giảo đóng vai
trò quan trọng trong quá trình xác định tỷ số GMI và có thê được tính tốn từ đường cong của trường dị hướng thay đổi theo ứng suất
5 T T T T T T T 8 ‘7 ML A N $] ¿ NV MÀ 1 11 4 16 T T T¬ 1.04 | £ X4 a cul / LAN 42 xu} —< — 054 ⁄ 4 ® 1604 — “ 4 = 15 T T T T T T 3 2 + 0 1 2 8 H (kA/m) Hinh1.4
Nói tóm lại độ từ thâm phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác nhau như:
Bản chất của vật liệu, tần số, cấu trúc domain, tính dị hướng, ứng suất, và
kiểu từ hóa ( q trình dịch vách domain hay quá trình quay véctơ từ độ ) Do vậy hiệu ứng tổng trở không lồ cũng phụ thuộc vào các yếu tố trên Bằng
các kết quá thực nghiệm các nhà khoa học trên thế giới đã khẳng định được:
Hiệu ứng GMI đạt kết quả tốt nhất trong các vật liệu từ mềm vơ định hình và
Trang 9
nanô tỉnh thể có hệ số từ giáo gần như bằng 0 ( tính từ mềm tốt u lớn ), đồng thời trên cùng một loại vật liệu từ mềm thì Ứng với mỗi một tần số và quy
trình cơng nghệ chế tạo khác nhau thì hiệu ứng tổng trở không lồ cũng khác nhau
1.3.2 Ảnh hưởng của độ dây thấm sâu của bề mặt lên hiệu ứng tổng trở
không lô
Như đã biết, đối với dòng điện một chiều thì mật độ dòng điện phân bố đều trên tiết diện của dây dẫn Nhưng đối với dòng điện xoay chiều đặc biệt là
với dòng điện cao tần, mật độ dịng điện có xu hướng tập trung nhiều ở lớp mỏng trên bề mặt của dây dẫn và giảm mạnh khi đi sâu vào bên trong lõi dây dẫn Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng bề mặt
Mật độ của dòng điện cao tần giám theo hàm mũ từ bề mặt dây dẫn vào
HHOÊ
trong lõi (j = joe >, 5 t la chiều dày tính từ mặt ngoài của dây dẫn ) Đặc
trưng cho hiệu ứng bề mặt người ta đưa ra đại lượng ồ gọi là độ thấm sâu:
6,= |-2,
H,@
Trong do p la dién tro suất của vật liệu, Họ là độ từ thấm hiệu dụng của
vật liệu
1.3.3 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt và từ nhiệt lên hiệu ứng tổng
trở không lỗ
Trang 10
S44 250 2 ae 6 Ney 200 11 ¬ ' ] & 150+ N 5 T T T Tr T5 ——— S100} 1.04 £ ⁄Ä qa E54 / /\ 1= 50 Ss — ——= $ N 3Ö i ⁄ 1~ 0 1 ee" 1 0s ⁄ 2 -1000 500 0 500 1000
lên < + Applied Field [A/m]
15 T T T
3 2 1 0 1 2 3
H (kA/m)
Hinh 1.5
Cấu trúc domain và hiệu ứng GMI có thể được thay đổi nhờ quá trình xử lý nhiệt tạo ra các dị hướng từ đơn trục hoặc dị hướng trịn thơng qua q trình ủ nhiệt có từ trường hoặc có ứng suất Ảnh hưởng của dòng điện lên hiệu ứng GMI được chỉ ra ở hình 2 với mẫu dây vô định hình được ủ trong mơi trường ứng suất Tại mật độ dòng thấp, do chỉ xuất hiện chủ yếu là quá trình địch vách nên ở đường cong GMI có xuất hiện hiện tượng tách đỉnh Khi
tăng dần mật độ dòng điện, hiện tượng tách đỉnh dần dần biến mất Hiện
tượng trễ trong đường cong GMI có liên quan trực tiếp đến hiện tượng trễ trong q trình từ hố, và từ trường bắt thuận nghịch có thể được định nghĩa là từ trường mà tại đó tính bất thuận nghịch của đường cong từ trễ và đường
cong GMI bi bién mat Tinh trễ bị khử dần đo quá trình ủ nhiệt làm đồng nhất
tính chất từ của vật liệu Do vậy tính trễ đang dần được loại bỏ trong hiệu ứng GMI
Trang 11
1.4 Mơ hình giải thích hiệu ứng tổng trỏ không lỗ- GMI
Hiệu ứng tổng trở không lồ - GMI có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng vật liệu từ vào khoa học kỹ thuật cũng như đời sống hàng ngày
Nên ngay sau khi được tìm thấy vào năm 1994, có rất nhiều mơ hình lý thuyết được đưa ra nhằm giải thích cơ chế của hiệu ứng này Một số mơ hình đã rất thành công với mục đích này, tuy nhiên mỗi mơ hình tốn học chỉ phù
hợp với mỗi dai tần số nhất định Đồng thời có mơ hình chỉ giải thích được nguồn gốc của hiệu ứng GMI mà chưa nói lên được mối liên hệ giữa cấu trúc domain, dị hướng từ và tỷ số GMI
Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn Nghiên cứu hiệu ứng tổng trở khổng lồ - GMI trong vật liệu từ mềm giầu Co với giải tần số thấp ( 10 KHz
đến 10 MHz ) có một số mơ hình tốn học đã được tìm thấy có dai tan phu
hop voi dai tan nghiên cứu ( lớn hơn 10 KHz ) và dạng hình học của vật liệu Tuy nhiên, các mơ hình này do xuất phát từ quá trình dẫn từ và hiệu ứng bề mặt nên chỉ giải thích được nguồn gốc của hiệu ứng GMI và mối liên hệ giữa cấu trúc đomain, dị hướng Còn q trình từ hóa và các cấu trúc domain thành phần trong các mơ hình này vẫn chưa được khai thác triệt để Chính vì vậy một mơ hình mới đã được đưa ra Trong đó, mối quan hệ giữa cấu trúc domain va quá trình từ hóa của chất sắt từ với độ từ thẩm ngang và tỷ số GMI được thê hiện Mơ hình này dựa trên mơ hình của Squire dành cho quá trình từ hóa và hiệu ứng từ giảo trong vật liệu từ mềm Mơ hình này có thể được sử
dụng trong cả vật dẫn có cấu trúc hình trụ và vật dẫn có cấu trúc phẳng (hai
cấu trúc này chỉ khác nhau về độ lớn của năng lượng khử từ ngang ) Với dạng hình trụ, trường khử từ tròn là rất nhỏ do từ trường trịn xoay liên tục duy trì Với dạng phăng, trường khử từ ngang phụ thuộc vào bề rộng của mẫu Mô hình này bao gồm cả quá trình dịch vách domain và qúa trình quay của véctơ từ độ dưới tác dụng của từ trường ngoài cũng như từ trường do dòng
Trang 12
cao tần gây ra Hình (1.6) chỉ ra cấu truc domain và các góc được sử dụng trong mơ hình :
Hình 1.6 Mơ hình giải thích hiệu ứng từ tổng trở khổng lô - GMI
Mơ hình này có thể được sử đụng trong cả vật dẫn có cấu trúc hình trụ và vật dẫn có cấu trúc phẳng ( hai cấu trúc này chỉ khác nhau về độ lớn của năng lượng khử từ ngang ) Với cấu trúc hình trụ, sự có mặt của vécto từ độ theo dạng vịng khép kín, trường khử từ tròn rất nhỏ Với cấu trúc phẳng, trường khử từ ngang phụ thuộc vào bề rộng của mẫu Mơ hình này bao gồm cả quá trình dịch vách domain và quá trình quay của vécto từ độ dưới tác dụng của từ
trường ngoài cũng như từ trường do dòng cao tần gây ra
Hình (1.6) thể hiện cấu trúc đomain và các góc được sử dụng trong mơ hình Xét mơ hình dây bao gồm các domain vách 180° như hình vẽ trong đó: 0 là góc tạo bởi vách domain từ trường ngoài H“” và từ trường ngang HỶ do dòng điện sinh ra, vng góc với vật dẫn, d là kích thước domain khi khơng có từ trường ngồi và x là độ địch chuyến của vách domain đưới tác dụng của từ trường ngoài và từ trường ngang
Trang 13
Trong mơ hình này, mật độ năng lượng tự do cũng được cực tiểu hóa nhằm xác định cấu trúc đomain ( bao gồm vị trí của vách domain và góc quay từ hóa ) Mật độ năng lượng tự do được xác định theo công thức sau:
U„ =U, +U?' +Ùj +Ùy, (1.5)
Với Uy là mật độ năng lượng dị hướng đơn trục và được tính theo cơng thức sau:
Uy = K[zsin” ó, +(1— ø)sin” ó,] (1.6a)
Với K là hằng số dị hướng Thừa số @ chi phần vật liệu được chiếm giữ bởi các domain từ hóa dọc theo trục của từ trường đặt vào ¿' là năng lượng Zceman energy phụ thuộc vảo trục của từ trường ngoài đặt vào H””:
UƑ = MyH**{— ø)cos(Ø+ đ,)— œcos(Ø— đ,)] (1.6b)
Uj, la năng lượng Zeeman phụ thuộc vào từ trường ngang HỈ:
Uặ = uạM,H'[4~ #)sin(Ø+ đ,)— zsin(Ø-~ ó,)] (1.6c)
Và Uy là năng lượng tinh tt phụ thuộc vào vị trí cấu trúc vách domain
Năng lượng tĩnh từ cũng được thê hiện đưới dang ham bac hai:
Ủy = ØuẺ (1.6đ)
Voi u = x/d va ø đơn vị đo độ cứng của vách domain Đại lượng này được sử dụng dé chon gia tri cua moment goc ¢,,¢,, va vi tri cla vach domain
tai vi tri có năng lượng cực tiểu tương ứng với từ trường H”* đặt vào và từ trường ngang H = 0 do vay phat hiện ra được những thay đối mặc dù rất nhỏ của các thông số trên dưới tác đụng của từ trường ngang nhỏ Sự khác biệt AM giữa các q trình từ hóa ngang với sự có mặt và khơng có mặt của từ trường ngang cho phép tính được độ từ cảm ngang
,_ ÔM _ 6U toi
on OH `
Trang 14
Ở đây trọng tâm của mô hình này chủ yếu nhằm vào ba khía cạnh chính trong mối quan hệ giữa từ tổng trở và cấu trúc domain Khía cạnh thứ nhất được nhắc đến là mối quan hệ giữa quá trình từ hóa và hiệu ứng từ tổng trở Vấn để này cũng đã được làm sáng tỏ thông qua kết luận dạng của đường cong từ tổng trở GMI là một hàm phụ thuộc tần số của dịng điện kích thích Những nghiên cứu về độ từ thẩm cũng nhấn mạnh rằng quá trình dịch vách domain cũng bị gim lại khá mạnh phụ thuộc vào dòng xoay chiều tại tần số cao Do đó, mơ hình này được sử dụng để tính toán độ từ thâm ngang cho các vật liệu mà tại đó lượng dịch chuyển vách domain do từ trường ngang gây ra
được làm cho nhỏ dan di
Khía cạnh thứ hai được nhắc đến trong mơ hình này là mối quan hệ giữa sự định hướng dị hướng trục đễ với GMI Cac két quả nghiên cứu chỉ ra rằng
dạng của đường cong GMI phụ thuộc vào định hướng trục dễ
Khía cạnh cuối cùng là sự phân bố về độ lớn của tính dị hướng lên hiệu ứng GMI
1.5 Hiên tượng tách đỉnh - lý thuyết dị hướng từ
Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu hiệu ứng GMI, một số kết quả quan sát được cho thấy có sự khác biệt ở đường cong GMI trong khoảng từ trường nhỏ ( -50+ 50 Oe ) Hiện tượng này làm đường cong tỷ số GMI có hai
điểm đạt giá trị lớn nhất - được gọi là hiện tượng tách đỉnh Điều này gây hạn
chế trong việc ứng dụng các sensor đo và nhậy từ trường Cơ chế của hiện tượng tách đỉnh ở đường cong GMI liên quan đến tính dị hướng của mẫu nghiên cứu và được giải thích theo mơ hình sau:
Trang 15
0 L 4 rom 1 -1000 -500 0 500 1000
Applied Field [A/m]
Hình 1.7 Hình dạng đường cong GMI có hiện tượng tách đỉnh
Cơ chế của hiện tượng tách đỉnh ở đường cong GMI liên quan đến tính dị hướng của mẫu nghiên cứu và được giải thích theo mơ hình sau:
Năng lượng của dây dẫn từ tính đặt trong từ trường Hụ, và có phương
dễ từ hoá hợp với phương từ trường một H, Easy axis
góc 0 trong từ trường H (Hình 1.8): M, Hext E = K sin20x - M,Hex:sin(0+0x) - ——* Ox 0 /—1, M.H,cos(0x+8) (1.7) — F—>—
Trong đó E năng lượng toàn phần
của hệ, K hằng số dị hướng của vật liệu Hình1.8: Mơ hình dị hướng
san daw 4K ae a x giải thích hiện tượng tách
làm dây dân, Ơx là góc hợp bởi phương dễ định của đường cong t số từ hoá và phương của từ trường ngang H,
va 0 là góc giữa phương dễ từ hoá và phương từ độ M của vật liệu
x : OE
Ta có điêu kiện cân băng của hệ trên là: 20 =0 (1.8)
Trang 16
Mặt khác ta có độ từ cảm theo phương ngang được xác định như sau: ôM GE X.= mm" "2n? (1.9) Kết hợp các biểu thức (1.7), (1.8) và (1.9) ta xác định được: M sin’ (0+8, u Sin" (0+ O) (1.10) Trong d6 Hx = 2K/M,; h = H.x/Hkx
Va do = (+ Í nên py, va x, c6 cling dang đồ thị
Theo (1.10) khi Ø và Ø¿ nhỏ khoảng 5” thì đường cong được vẽ bởi (1.10)
sẽ xuất hiện hai dinh tai h = +1 hay Hey = +Hx = +2K/Msg ~ +He, He 1a luc
kháng từ của vật liệu Và theo biểu thức (1.1) tính tổng trở Z của đây dẫn thì ta cũng có đường cong tỷ số GMIR sẽ tách hai đỉnh ở +Hc như được mô tả ở hình (1.8)
1.6 Hợp kim phosphor - chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa
Hợp kim phosphor hiện nay được quan tâm đến khá nhiều do những tính chất thú vị của nó Người ta nhân thấy rằng, tính chất của hợp kim phosphor điện kết tủa khá giống so với tính chất của hợp kim phosphor kết tủa hóa học Nguyên nhân của nó có thê được giải thích do thành phần của hợp kim này bao gồm một phần nhỏ của nguyên tố phi kim loại
Bè mặt của lớp kết tủa thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào hàm lượng của phosphor có trong kết tủa Với các lớp kết tủa chứa hàm lượng P nhiều hơn 2% có bề mặt rất mịn Với các lớp kết tủa chứa hàm lượng P khoảng 5% có
bề mặt khá sáng và khi hàm lượng P đạt tới hơn 10 % thì bề mặt sáng bóng
Để xác định cấu trúc của hợp kim người ta sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X Các nghiên cứu bằng nhiễu xạ tia X trên họ hợp kim phosphor cho
thấy hầu hết chúng có cấu trúc vơ định hình và các thông tin khác thu được
khi nghiên cứu giản đồ nhiễu xạ là rất ít
Trang 17
Qua quá trình xử lí nhiệt trong các hợp kim vô định hình xảy ra quá trình tái kết tinh hình thành nên pha tinh thé Giản đồ pha cân bằng của các hợp kim Ni và Co chế tạo bằng phương pháp luyện kim thông thường xuất hiện một số các pha trung gian Phosphor hoà tan trong Co một lượng khoảng vài chục %, cao hơn lượng phosphor cần thiết để hình thành một pha mới
Tuy nhiên, không thể phát hiện sự có mặt nhiều hơn một pha trong hợp kim
phosphor Vì vậy, có thể kết luận rằng các hợp kim là tồn tại ở dạng dung
dich ran giả bền hay trạng thái thuỷ tinh kim loại giả bền Việc tăng cường độ
cứng của hợp kim bằng cách ủ nhiệt và phát triển cấu trúc hạt có thé phân bố
lại mật độ sai hỏng của dung dịch rắn không ổn định trong hợp kim cân bằng
hai pha
Độ cứng của hợp kim phosphor thường cao hơn kim loại sạch Độ cứng của hợp kim phosphor nằm trong khoảng 350 - 700 VHN trong khi đó đối với Ni và Co kết tủa bằng phương pháp truyền thống là khoảng 200 - 300 VHN - trong hop kim Ni - P độ cứng không thay đổi nhiều theo thành phần P
Điều này ngược lại trong hợp kim với Co Khi được xử lí nhiệt độ cứng của
hợp kim tăng mạnh và có thể đạt được giá trị cực đại tại điều kiện thích hợp Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì độ cứng sẽ giảm
Độ cứng của hợp kim phosphor ở nhiệt độ cao là rất kém và hồn tồn khơng có mối liên hệ nào giữa việc cứng hoá của hợp kim bởi quá trình ủ
nhiệt và độ cứng khi ở nhiệt độ cao Điều này được giải thích bởi điểm nóng
cháy thấp khoảng 1000°C của hợp kim phosphor và với kim loại Co và Ni tương ứng là 1455°C và 1495°C
Hợp kim Co với 1% P và Ni với 2% P là bền và hơi dẻo Khi tăng hàm lượng P chúng trở nên yếu đi và giòn Khi xử lí nhiệt hợp kim chứa hàm lượng P cao tại 800°C càng làm kém đi độ bền và tăng tính giịn so với hợp
kim ban đầu
Trang 18
Trong các vật liệu chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa thì độ bền kéo có vai trị quan trọng Với sự có mặt của P trong thành phần hợp kim chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa là nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng độ
bền kéo Ví dụ, với hợp kim điện kết tủa chứa khoảng 1- 2% P thì độ bền kéo
lớn hơn nhiều so với kim loại sạch Co — khoảng 2500kg/cmỶ Tuy nhiên độ bền kéo này dễ dàng nhận được với các hợp kim chế tạo với độ dày đưới Imm và khi tăng độ dày lên thì sẽ dễ xảy ra hiện tượng đứt gãy tự phát Độ bền kéo của hợp kim điện kết tủa có thể bị giảm mạnh do một số nguyên nhân như là sự có mặt của các thành phần hữu cơ trong quá trình chế tạo
Khối lượng riêng (mật độ) của hợp kim với P phụ thuộc nhiều vào hàm lượng P Mật độ của hợp kim điện kết tủa giảm khi hàm lượng P tăng Tuy
nhiên mật độ không thay đổi đáng kế khi xử lí nhiệt Và mật độ của hợp kim
phụ thuộc tuyến tính theo hàm lượng P
Hầu hết các hợp kim với P có tính chống ăn mòn cao đối với axít Có nghĩa là hợp kim P khá ổn định về mặt hoá học Chăng hạn như hợp kim
Ni-14%P ít bị ăn mịn bởi axít hơn hắn so với Ni
Hợp kim CoP có He thấp, co p cao Các tính chất điện từ của hợp kim CoP phụ thuộc mạnh vào hàm lượng P
1.7 Day Cu/CoP
Do các nguyên nhân và khả năng ứng dụng được trình bày ở phần trên,
dây Cu/CoP đã được nghiên cứu, chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau
với mục đích làm sáng tỏ các đặc tính của chúng phục vụ các mục đích ứng dụng
Vào những năm 1970 các nhà nghiên cứu đã chỉ ra được vai trò quan
trọng của dị hướng từ của vật liệu ảnh hưởng đến hiệu ứng GMI Tuy theo tính dị hướng từ của vật liệu mà đường cong GMI sẽ có I hoặc 2 peak Vi vay
các dây CoP có thể được sử đụng với các mục đích khác nhau Và thật sự cần
Trang 19
thiết làm sáng tỏ nguồn gốc của tính dị hướng từ trong các dây vô định hình CoP chế tạo bằng cơng nghệ điện hố J Hungenberg và các cộng sự bằng phương pháp sử dụng các điện cực catôt quay, đã đi đến kết luận rằng hệ điện cực và catốt quay ánh hưởng đến phương dễ từ hoá của dây CoP
Trang 20
CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM
Dé tạo ra vật liệu có hiệu ứng GMI người ta có thể dùng các công nghệ khác nhau như công nghệ nguội nhanh, bốc bay trong chân khơng, điện hóa, lắng đọng hóa học, và một số phương pháp khác Mỗi một phương pháp đều
có những ưu nhược điểm khác nhau, trong luận văn này để tạo ra vật liệu có
hiệu ứng GMI đã sử dụng phương pháp đó là phương pháp dùng công nghệ
điện kết tủa
2.1 Quá trình điện kết tủa
Quá trình điện kết tủa là quá trình phủ lên vật mẫu một lớp kim loại thông qua dung dịch điện ly Mục đích của quá trình này là để tăng thêm tính chất của bề mặt vật liệu ban dầu cũng như là để bảo vệ chúng khỏi tác động của môi trường bên ngồi Q trình điện kết tủa bao gồm 2 quá trình:
Quá trình khử, xây ra tai catot:
Me™ +ne— Me (1.11)
Q trình oxy hóa, xây ra tai anot:
Me—ne— Me™ (1.12)
H,O-4e>0)+H* (1.13)
Trong qúa trình điện kết tủa, các ion dương nhận điện tử trên bề mặt catot dé tao thành các nguyên tố bám trên bề mặt catot
Trong dung dịch, điện thế điện cực tĩnh được tính bởi công thức:
E* = E° + RTIna/nF (1.14)
Công thức này được áp dụng cho cả quá trình cân bằng thuận nghịch Do trong quá trình điện kết tủa chỉ luôn xảy ra phản ứng thuận nên công thức (1.14) không thể sử đụng được để xác định điện thế của quá trình kết tủa Do
đó, điện thế kết tủa được xác định thông qua công thức sau:
Trang 21
E‘ = E° + RTino/nF + AE,° = E° + AE,° (1.15)
V6i a là hoạt độ của ion dương trong quá trình điện kết tủa
E” là giá trị điện thế điện cực cân bằng
AE,” la độ phân cực điện thế trong quá trình kết tủa
2.2 Điện kết tủa hợp kim
Trong quá trình tạo hợp kim, điều kiện của quá trình kết tủa sẽ phức tạp hơn rất nhiều Đặc biệt, để kết tủa hợp kim các loại ion dương phải cùng ở
trong một dung dịch điện ly và có giá trị điện thế kết tủa gần tương đương
nhau
EjỶ =E¿!
E,°+RTIna,/n; F+ AE,° = E2ˆ+RTlnø¿/nF+AE¿”, (1.16) Công thức (1.16) chỉ ra rằng chúng ta có thể thay đổi giá trị điện thế kết tủa của mỗi nguyên tố bằng cách:
- Thay đổi hoạt độ của các ion Nó là kết quả của việc thay đổi nồng độ của các ion trong dung dịch hoặc thay đổi quá trình tạo phức của chúng
- Thay đối độ phân cực catot, mật độ
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình điện kết tủa
Trong quá trình điện kết tủa có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới chất
lượng của lớp mạ như: Độ pH, mật độ dòng điện, tốc độ khấy, nhiệt độ, thời gian điện kết tủa Mỗi một dung dịch đều đòi hỏi một chế độ điện phân thích
hợp nhằm thu được lớp màng đúng yêu cầu đặt ra 2.3.1 Mật độ dòng điện
Mật độ dòng điện cao sẽ thu được lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn, đồng đều, bởi vì lúc đó mầm tỉnh thể được sinh ra 6 at không chỉ tại các điểm lồi ( điểm có lợi thế ) mà cả trên mặt phẳng ( ít lợi thế hơn ) của tinh thể Mặt khác dùng mật độ dòng điện cao sẽ làm cho lon kim loại mạ bị nghèo đi nhanh chóng trong lớp dung dịch sát catot, do đó phân cực catot sẽ tăng lên tạo điều kiện
Trang 22
sinh ra lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn Nhưng nếu dùng mật độ dòng điện quá
cao thì lớp mạ sẽ bị gai Bên cạnh đó với mật độ dòng điện quá cao, anot hòa
tan sẽ dé bi thu động và dung địch sẽ nghèo dần ion kim loại mạ, đồng thời
hydro dé thoát ra hơn làm giảm hiệu suất dòng điện mạ và gây ra biến động mạnh PH ở lớp sát catot Vì vậy muốn tăng mật độ dòng điện lên mà chất
lượng lớp màng vẫn được đảm bảo ta phải tìm cách nâng cao mật độ dòng điện giới hạn lên bằng cách tăng nhiệt độ, tăng nồng độ ion chính, tăng đối
lưu Ngược lại nếu giảm mật độ dòng điện quá thấp tốc độ mạ sẽ chậm và kết tủa gốm nhiều tỉnh thể thô, không đều Cho nên mỗi dung dịch chỉ có lớp
mạ tốt trong khoảng mật độ đòng nhất định Khoảng mật độ làm việc này càng rộng thì càng đễ thu được lớp mạ đồng đều Điều này có ý nghĩa rất lớn khi phải mạ cho các vật có hình thù phức tạp
2.3.2 Tốc độ khuấy
Trong quá trình mạ mật độ ion kim loại mạ trong dung dich sat catot bi nghèo đi, nếu không được khôi phục kịp thời sẽ gây nên phân cực nhiệt độ quá lớn và nhiều bất lợi khác có thể xây ra như: Không đùng được mật độ
dòng điện cao, lớp mạ dễ bị gãy, cháy Dung dịch bị phân lớp nhiệt độ theo
chiều sâu Kết quả là rất khó thu được lớp màng đồng đều trên vật mạ Khắc phục nhược điểm ấy cần khuấy mạnh để san bằng nhiệt độ trong toàn khối dung dịch, tăng khuyếch tán đến điện cực Nhưng một nhược điểm mới lại
phát sinh là cấu trúc tinh thé kém đi do độ phân cực nhiệt độ giảm Vì vậy muốn được tỉnh thể nhỏ mịn, chic sit phải đồng thời tăng nhiệt độ và mật độ
dòng điện lên một cách thích hợp Có thể khuấy dung dịch bằng cách cho catot chuyên động, sục khí nén hoặc cho dung dịch cháy tuần hoản
2.3.3 Nhiệt độ
Tăng nhiệt độ cho phép dùng dung dịch có nhiệt độ cao hơn, độ dẫn điện
của dung dịch tăng, giảm nguy cơ thụ động anot Ba yếu tố đó làm tăng mật
Trang 23
độ dòng điện giới hạn nên cho phép dùng mật độ dòng điện cao hơn Nhưng
nhiệt độ cao lại làm giảm phân cực catot do giảm tác dụng của các chất hoạt
động bề mặt, tăng độ phân ly ion phức hay độ ion hyđrat hóa và thúc đây
khuyếch tán đối lưu mạnh lên Nếu chỉ tăng nhiệt độ mà vẫn giữ nguyên các
điều kiện khác thì lớp mạ sẽ gồm các tinh thé thd, to Nhưng nếu lại đồng thời
tăng cả mật độ đòng điện thì có thể bù trừ được nhược điểm do nhiệt độ cao
gây ra và lớp mạ thu được vẫn có tỉnh thể nhỏ mịn và tốc độ mạ cao 2.3.4 Độ pH
Độ pH là yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vật lý của lớp màng điện kết
tủa Nếu độ pH của dung dịch quá thấp thì hiệu suất của quá trình điện kết tủa sẽ giảm đi rõ rệt do xảy ra quá trình thốt khí ở điện cực catot Bên cạnh đó quá trình thốt khí này cịn làm cho bề mặt lớp màng trên catot bị rỗ, thủng
Khí hydro thốt ra ở dạng nguyên tử rất dé hấp thụ bởi nhiều kim loại ( nền và
mạ ) tạo thành lớp hợp chất hydrua hay hòa tan trong kim loại thành dung
dich rắn hoặc chui vào mạng tỉnh thê làm xô lệch tổ chức kim loại gây nên
cứng và giòn hydro, lớp màng có ứng suất lớn, đễ bong và phồng dộp Nếu độ
pH của dung dịch quá cao sẽ hình thành các hydroxit hoặc muối kiềm Các
chất này lẫn vào lớp mạ sinh ra gai, sùi Trên bề mặt lớp màng
Trang 24
CHƯƠNG 3
KÉẾT QUÁ THẢO LUẬN
3.1 Cấu trúc hình thể của dây hai lớp CoP/Cu chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa
Hình 3.1 Ảnh hiển vi quang học dây hai lop CoP/Cu
Hình (3.1) là ảnh hiển vi quang học của dây CoP/Cu Trong hình (3.1a)
là ảnh dọc của dây Cu và CoP/Cu Dây thứ nhất là ảnh của dây Cu chưa được
xử lý nên có đường kính 150 um Dây thứ hai là dây Cu đã được ăn mịn hố
Trang 25
học và rửa sạch bằng nước cất nên có đường kính là 100 pum Day thứ 3 là dây hai lớp CoP/Cu sau khi điện kết tủa Qua hình ánh thấy dây CoP/Cu có mầu
sáng trắng hơn so với dây chưa mạ Trong hình (3.1) thể hiện tiết diện ngang của dây hai lớp CoP/Cu với thời gian điện hoá theo thứ tự là 3ph, 5ph, 7ph
Và nồng độ H;P0; là 30g/I Mật độ dòng là 750mA/cm” Như vậy trong cùng một điều kiên mật độ dòng, thành phần hoá học của dung dich thì khi thay đổi
thời gian điện kết tủa dẫn tới bề đầy của lớp mạ CoP được thay đối trong khoảng từ 15 tim đến 40 pm
3.2 Hiệu ứng tông trở khống lồ trong vật liệu từ mềm giầu Co
Hiệu ứng tổng trở không lồ - GMI ( Giant Magneto - impedance effect —GMI ) là sự thay đổi mạnh tổng trở Z của vật liệu từ mềm dưới tác dụng của từ trường ngồi Hẹ và dịng điện cao tần có tần số œ Để đặc trưng cho hiệu ứng GMI, người ta đưa ra tỷ số GMIr được định nghĩa như sau:
GMin = 22D =2 Fm) x 190%, (1.0)
- Z(H): Từ tổng trở được đo ở từ trường H
- Z(H„„.): Từ tổng trở đo ở điểm từ trường lớn nhất (của hệ đo)
Trang 26
3.2.1 Sự phụ thuộc của tỷ số tông trở vào nồng độ H;P0;
2407 1-3 mins 2 "|= 4.5MHz —®— 10.7MHz 240 2Ì trequency 4.5MHz 2 ——ogll
2104 Dc=750mA/cm Dc=780mA/cm fh —— 20 g/l T=60°C 2007 t-s0°c £ À —4— 30 g/l 1801 qạ_ d=180m t=3 mins fo 24 4 — 40 g/l eH => 1504 1604 Ê mì —° 80g a <5 £Âyvy3 >—< 1203 & 1204 47 yi Ễ = Py 44 = 9 = TÊN 3 = 6 804 © 604 30 40 4 01 04 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 [H,PO,] (g/l
Hinh 3.2 Sự phụ thuộc của tỷ số tổng trở không lô GMIr và hình dang
đường cong tổng trở khổng lỗ vào nỗng độ H;P0; với mật độ dòng
750mA/cm, nhiệt độ 60°C, thời gian 3 ph, do tai tan so f = 4,5MHz
Hình ( 3.2) thể hiện tỷ số GMIr phụ thuộc mạnh vào nồng độ H;P0; trong
dung dịch điện kết tủa Khi dung dịch điện phân không chứa H:P0; tỷ số GMIr rất
nhỏ (~ 0 ) Khi nồng độ H;P0; trong dung dich tăng từ 0g/1 đến 50g/1 tỷ số GMIr tăng rồi lại giảm Giá trị GMIr đạt cực đại quan sát thấy = 240% Khi nồng độ
H;P0; trong dung dịch điện kết tủa tăng thì nồng độ P(wt%) trong lớp màng
CoP/Cu cũng tăng lên, làm cho tính chất từ mềm của lớp màng tốt hơn ( lực
khang tir He giảm từ 73 Oe xuống 1,65 Oe ), do vậy tỷ số GMIr tăng Tại nồng độ
H;P0; = 30 g/1 tính từ mềm của lớp màng CoP/Cu là tốt nhất và tỷ số GMIr đạt giá trị cực đại (240%) Mặt khác nếu tiếp tục tăng nồng độ H;P0; thì tính chất từ
mềm của màng cũng giảm đi và tương ứng là tỷ số GMIr giảm
Trang 27
Tóm lại qua kết quả trên khẳng định được là: Tỷ số GMIr phụ thuộc mạnh vào tính chất từ mềm của lớp màng CoP/Cu, và kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với lý thuyết
3.2.2 Sự phụ thộc tỷ số GMI vào thời gian điện hóa
Như lý thuyết đã nêu trên hiệu ứng GMI phụ thuộc vào độ thắm sâu bề
mặt Khi chiều dầy của lớp màng nhỏ hơn chiều dầy thấm sâu của bề mặt thì hiệu ứng GMI thấp 240 180 do=750mA/cm* B ~ s# - 20g/l T= 60°C = 0g! T-60°C - + -30g/ 2104 D,=750mA/cm° | © 20g 125 © xu ly be mat - “+ - 40gll + d= 180m ^ 30g/ VY tạnso107 - + 8001 180, » v f=4.5MHz v 4001 © 50g/ — 100 ° & 180 a xe T§ 120 g v * a 4 $ “75 — š 8 904 * y 7 * 5S 50 = x 6 3 60+ v v 25 304 0 7 2 4 6 8 10 12 14 16 -25 2 4 6 8 10 12 14 16 t(phót) t(phót)
Hình 3.3 Mới liên hệ giữa tỷ số GMIr và thời gian điện hóa
tai tan sé f=4,5 MHz và f=10,7 MHz
Hình (3.3) cho thấy sự phụ thuộc của tỷ số GMIr vào thời gian điện kết tủa Nói chung thời gian điện kết tủa từ 3ph đến 7ph cho tỷ số GMIr cao nhất
đối với các dung dịch khác nhau Khi nồng độ H;P0; trong dung dịch điện kết
tủa bằng 0g/1 thì với mọi thời gian khác nhau đều không xuất hiện hiệu ứng
GMI Tỷ số GMIr giảm đáng kế khi thời gian điện kết tủa trên 10 ph
Trang 28
180 280
frequency 4.5MHz —*— 3 mins frequency 4.5MHz —+— 3 mins
1604 [H,PO,J=209/ —+—5 mins 2404 [H,PO.]=30g/1 —+—5 mins
140 —+—7 mins —— 10 mins 120 i —*— 15 mins 8 = = 5 200
frequency 4.5MHz —+—3 mins frequency 4.5MH2 Ệ_- —#— 3 mins
[H,PO,]=40g/! —s—5 mins [H,PO,J=50g/1 se —*—5 mins
160 —+—7 mins ik —#— 7 mỉng —— 10 mins it —#— 10 mins —+— 12mins ba —®— 12 mins 120 —— 15 mins = À —_ 15 mins ze x = = Ss = 3° š 40 0 300 -200 -100 0 100 200 300 300 H(Oe)
Hình3.4 Sự phụ thuộc của tỷ số GMIr và hình dạng đường cong GMI+" vào thời
gian điện kết tủa Mật độ dịng là750mA/cm, nơng độ H;P0› thay đổi từ 208/1 đến
50 gil, nhiét độ là 60°C
Hình (3.4) một lần nữa khẳng định tỷ số GMIr và dạng đường cong GMIr phụ thuộc vào thời gian điện hóa tức là phụ thuộc vào độ thấm sâu bề
mặt Và điều kiện cho hiệu ứng GMIr cao nhất (240%) tại nồng độ H:P0; =30g/l, thời gian điện kết tủa là 3 ph Mật độ dòng 750 mA/cm” Nhiệt độ
60C
Trang 29
3.2.3 Sự phụ thuộc của tỷ số GMIr vào tần số 240 210 t=3 mins Dc=750mA/cm° T=60°C —®— 4.5MHz —®— 10.7MHz 120-4 ` =—— —®— 10.7 d, =150um s 180 Ì 4-150, 1004 H,P0,=40g/ d =750mA/cm” & 150 eo 4 ` 120 = # š„j XS 9 s S a = 60 404 — = — 8? oo | 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3 4 6 8 0 17 1 16 [H,PO,] (g/1) t(phut)
Hình 3.5 Sự phụ thuộc tỷ sô GMIr vao tan so
3.2.4 Sự phụ thuộc của GMI vào mật độ dòng
T=4ữC „ | —=—4.5MHZ 5004 t=6phót —®— 6.0 MHz HN0,(25%)=5phót —4 10.7 MHz 400 4 | = 3004 — = 2004 \ ö 100 + 04 ®—#4&_-&—&——&——&—# 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 D, (mA/cm”)
Sự phụ thuộc GMI vào mật độ dòng
Trang 30
KÉT LUẬN
Qua một thời gian tìm tịi nghiên cứu tài liệu củng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ths Nguyễn Hữu Tình đề tài “ nghiên cứu và chế tạo dây CoP có hiệu ứng GMI, chế tạo bằng phương pháp điện kết tủa”, đã hoàn thành được những nội dung sau:
1 Đã tìm hiểu được bản chất hiệu ứng từ tổng trở không lồ - GMI
Giải thích về mặt lý thuyết cơ chế của hiệu ứng cũng như hoàn
thành việc giải thích hiện tượng tách đỉnh
2 Khóa luận đã hồn thành tìm hiểu cơng nghệ chế tạo vật liệu có hiệu ứng GMI: Cơng nghệ điện kết tủa
3 Đã nghiên cứu được bản chất của dây CoP cũng như cách chế tao Do thời gian ngắn và kiến thức còn hạn chế chắc chắn đề tài không tránh khỏi
những thiếu sót Tơi rất mong được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô và
các bạn
Trang 31
Tiếng anh: 1 2 3 4 5
TAI LIEU THAM KHAO
N H Nghi, N M Hong, T Q Vinh, N V Dung, P M
Hong, (2003) physica BB 327 253 — 256
Nguyén Hoang Nghi, Phi Hoa Binh, Nguyén Van Ding, Nguyễn Hữu Hoàng, Nguyễn Thị Hồng Tâm, “ cảm biến đo
dòng bằng hiệu ứng GMI” Báo cáo hội nghị vật lý toàn quốc
lần thứ VI, Hà Nội 23 - 25.11.2005
L D Landau and E M Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon, Oxford, 1975), p 195
L V Panina and K Mohri, Appl Phys Lett 65,1189 (1994)
R.L Sommer, C L Chien, Phys Rev B 53 (1996) R 5982
M Jacquart, O Acher, IEEE Trans Magn 44 (1996) 2116
D Atkinson and P T Squire, J Appl Phys 83 (1998) 6569