Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO3 pha tạp dưới dạng mẫu khối và kích thước nano

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ  MÃ SỐ: B2010-TN06-02 CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN, TỪ CỦA VẬT LIỆU BaTiO3 PHA TẠP DƢỚI DẠNG MẪU KHỐI VÀ KÍCH THƢỚC NANO Cơ quan chủ trì: TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN VĂN ĐĂNG THÁI N GUYÊN 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Mục lục Tóm tắt kết quả nghiên cứu (Tiếng Việt) 1 Tóm tắt kết quả nghiên cứu (Tiếng Anh – Summary) 4 MỞ ĐẦU 7 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 9 1.1. Cấu trúc tinh thể, các hiện tƣợng méo mạng và tƣơng tác trao đổi trong vật liệu perovskite ABO 3 9 1.1.1. Cấu trúc tinh thể perovskite ABO 3 9 1.1.2. Sự tách mức năng lượng trong trường tinh thể bát diện. Hiệu ứng Jahn-Teller. 10 1.1.3. Tương tác trao đổi 13 1.2. Tổng quan một số kết quả đã nghiên cứu về vật liệu BaTiO 3 14 1.2.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu BaTiO 3 14 1.2.2. Một số tính chất điển hình của vật liệu BaTiO 3 16 1.2.2.1. Tính chất điện môi của BaTiO 3 16 1.2.2.2. Tính chất sắt điện của BaTiO 3 18 1.3. Vật liệu multiferroic 20 1.3.1. Vật liệu multiferroic và hiệu ứng từ điện 20 1.3.2. Vật liệu multiferroic BaTi 1-x Fe x O 3 ở nhiệt độ phòng 24 CHƢƠNG 27 2.1. Các phƣơng pháp chế tạo vật liệu 27 2.1.1. Chế tạo vật liệu gốm khối bằng phương pháp phản ứng pha rắn 27 2.1.2. Phương pháp nghiền cơ năng lượng cao chế tạo các mẫu BaTiO 3 kích thước nano. 28 2.2. Các phƣơng pháp đo khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệu. 29 2.2.1. Khảo sát cấu trúc, xác định tỷ phần pha cấu trúc và các hằng số mạng tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 29 2.2.2. Kỹ thuật hiển vi điện tử quét (SEM) 30 2.2.3. Phân tích thành phần hóa học bằng phổ tán xạ năng lượng (EDS) 30 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.2.4. Các phương pháp đo tính chất điện của vật liệu 30 2.2.4.1. Phương pháp đo phổ tổng trở phụ thuộc tần số 31 2.2.4.2. Phương pháp đo phổ điện môi phụ thuộc tần số 32 2.2.4.3. Phương pháp đo đường trễ sắt điện 32 2.2.5. Các phương pháp đo tính chất từ của vật liệu 33 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1. Kết quả phân tích thành phần bằng phổ tán sắc năng lƣợng (EDS) 34 3.2. Nghiên cứu sự chuyển pha cấu trúc từ t-BTO sang h-BTO của vật liệu BaTi 1-x Fe x O 3 bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X. 35 3.3. Ảnh hƣởng của sự thay thế Fe cho Ti lên cấu trúc và kích thƣớc hạt của vật liệu BaTiO 3 . 41 3.4. Ảnh hƣởng của sự thay thế Fe cho Ti lên tính chất điện của vật liệu BaTiO 3 43 3.4.1. Ảnh hưởng của sự thay thế Fe cho Ti lên phổ tổng trở và hằng số điện môi của vật liệu BaTiO 3 43 3.4.2. Ảnh hưởng của sự thay thế Fe cho Ti lên đặc trưng điện trễ của vật liệu BaTiO 3 45 3.5. Ảnh hƣởng của sự thay thế Fe cho Ti lên tính chất từ của vật liệu BaTiO 3 46 3.5.1. Sự phân pha từ tính của vật liệu Ba(Ti 1-x Fe x )O 3 47 3.5.2. Ảnh hưởng của sự khuyết thiếu ôxy lên tính chất từ của vật liệu BaTiO 3 49 3.5.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ ion Fe 3+ /Fe 4+ lên tính chất từ của vật liệu 51 3.5.4. Biện luận và xây dựng giản đồ pha từ tính cho hệ vật liệu BaTi 1- x Fe x O 3 55 3.6. Một số kết quả thu đƣợc từ nghiên cứu vật liệu nano BaTiO 3 59 3.6.1. Kết quả phân tích phổ nhiễu xạ tia X và ảnh SEM. 59 3.6.2. Kết quả đo từ tính của vật liệu nano BaTiO 3 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ I. Thông tin chung 1. Tên đề tài: Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO 3 pha tạp dưới dạng mẫu khối và kích thước nano. Mã số: B2010-TN06-02 Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Đăng Tel: 02803746987 E-mail: nvdangsptn@yahoo.com Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Thái Nguyên Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện: Cơ quan: Phòng thí nghiệm Vật lý các hiện tượng từ và siêu dẫn - Viện Khoa học Vật liệu – Viện KH&CN Việt Nam Người đại diện: TS. Vũ Đình Lãm Cá nhân: 1. CN. Nguyễn Văn Khiển, trường ĐH khoa học - ĐHTN 2. CN. Nguyễn Thị Dung, trường ĐH khoa học - ĐHTN 3. CN. Phạm Trường Thọ, trường ĐH khoa học - ĐHTN 4. ThS. Nguyễn Khắc Hùng, trường ĐH khoa học - ĐHTN 5. CN. Cà Văn Tịnh, trường ĐH khoa học - ĐHTN 6. ThS. Chu Thị Anh Xuân, trường ĐH khoa học - ĐHTN 7. TS. Vũ Đình Lãm, Viện Khoa học Vật liệu-Viện KH&CN Việt Nam Thời gian thực hiện: từ tháng 01/2010 đến 12/2011 2. Mục tiêu: - Chế tạo và nghiên cứu các đặc trưng tính chất của vật liệu đa pha điện từ dạng khối và kích thước nano BaTiO 3 pha tạp bằng phương pháp phản ứng pha rắn và nghiền cơ năng lượng cao. - Nâng cao năng lực nghiên cứu cho nững người tham gia đề tài, đóng góp cho quá trình đào tạo sinh viên ngành Vật lý. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3. Nội dung chính: 3.1. Chế tạo vật liệu đa pha điện từ dạng khối và kích thước nano BaTiO 3 pha tạp bằng phương pháp phản ứng pha rắn và nghiền cơ năng lượng cao. 3.2. Thực hiện các phép đo: nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét (SEM), điện và từ để nghiên cứu cấu trúc và tính chất điện từ của vật liệu chế tạo được 3.3. Giải thích kết quả và cơ chế vật lý có liên quan 4. Kết quả chính đạt đƣợc 4.1. Sản phẩm khoa học 4.1.1. Ha M. Nguyen, N. V. Dang, Pei-Yu Chuang, T. D. Thanh, Chih-Wei Hu, Tsan-Yao Chen, V. D. Lam, Chih-Hao Lee and L. V. Hong, Tetragonal and hexagonal polymorphs of BaTi 1-x Fe x O 3- multiferroicss using x-ray and Raman analyses, Applied Physics Letters 99, 202501 (2011). 4.1.2. N. V. Dang, T. D. Thanh, L. V. Hong, V. D. Lam, and The-Long Phan, Structural, optical and magnetic properties of polycrystalline BaTi 1-x Fe x O 3 ceramics, Journal of Applied Physics. 110, 043914 (2011). 4.1.3. Nguyễn Văn Đăng, Nguyễn Văn Khiển, Trần Đăng Thành, Đỗ Hùng Mạnh, Nguyễn Xuân Nghĩa, Vũ Đình Lãm và Lê Văn Hồng, Tính cạnh tranh pha cấu trúc trong vật liệu BaTiO 3 pha tạp Fe chế tạo bằng phương pháp bốc bay chùm tia Laser, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 7(SPMS-2011), Thành phố Hồ Chí Minh 7-9/11/2011. 4.1.4. Nguyễn Văn Đăng, Nguyễn Khắc Hùng, Ngô Thị Lan, Vũ Đình Lãm và Lê Văn Hồng, Ảnh hưởng của sự thay thế Fe cho Ti lê cấu trúc và tính chất điện từ của BaTiO 3 , Tạp chí KH&CN ĐH Thái Nguyên, số 02 (78) (2011), 39-44. 4.1.5. Nguyen Van Dang, Ha M. Nguyen, Nguyen Van Chien, Do Hung Manh, Tran Dang Thanh, Vu Dinh Lam and Le Van Hong, Abnormal magnetic property in Fe- doped BaTiO 3 multiferroicss, Proceedings of The 5 th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN2010) - Hanoi, Vietnam - November 09-12, 2010. 4.2. Sản phẩm đào tạo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - Đã hướng dẫn 05 luận văn cử nhân khoa học: 1. Nguyễn Thị Hà, Sinh viên lớp CN Vật lý K4, ĐHKH (2010). 2. Nguyễn Thị Thanh Huyền, Sinh viên lớp CN Vật lý K4, ĐHKH (2010). 3. Nguyễn Thị Thu Huyền, Sinh viên lớp CN Vật lý K4, ĐHKH (2010). 4. Ngô Thị Lan, Sinh viên lớp CN Vật lý K5 trường ĐH Khoa học (2011). 5. Phạm Thị Trang, Sinh viên lớp CN Vật lý K5 trường ĐH Khoa học (2011). - Đã hướng dẫn 03 đề tài NCKH sinh viên: 1. Ngô Thị Lan, Sinh viên lớp CN Vật lý K5 trường ĐH Khoa học (2010). 2. Tô Phương Nhung , Sinh viên lớp CN Vật lý K6 trường ĐH Khoa học (2011). 3. Hoàng Thị Cúc, Sinh viên lớp CN Vật lý K6 trường ĐH Khoa học (2011). Các kết quả khác (chỉ trình bày các kết quả mới do nghiên cứu đem lại) 4.2.1. Đã chế tạo và nghiên cứu tính chất điện từ của vật liệu đa pha điện từ BaTiO 3 pha tạp Fe dạng gốm khối và kích thước nano. 4.2.2. Đã khảo sát cấu trúc và tính chất điện từ của mẫu vật liệu thông qua các phép đo nhiễu xạ tia X, Raman, từ hóa M(H), và điện kháng ở nhiệt độ phòng. Qua phân tích đã chứng minh được mối liên hệ chặt chẽ giữa chuyển pha cấu trúc tính chất của vật liệu. 4.2.3. Bản chất vật lý của các hiệu ứng và sự đồng tồn tại hai pha sắt điện và sắt từ trong vật liệu được nghiên cứu và giải thích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ SUMMARY 1. General information Project title: Synthesis and investigation of electromagnetic properties of bulk and nanoscale Fe- doped BaTiO 3 materials. Code number: B2010-TN06-02 Coordinator: Master Nguyen Van Đang Tel: 02803746987 E-mail: nvdangsptn@yahoo.com Implementing Institution: Thai Nguyen University Cooperating Institution(s): Organization: Laboratory of Magnetism and Superconductivity - Institute of Materials Science – Viet Nam Academic of Science and Technology. Delegate: Doctor Vu Dinh Lam Indivildual: 1. Bachelor Nguyen Van Khien- College of Sciences - Thai Nguyen University. 2. Bachelor Nguyen Thi Dung, College of Sciences - Thai Nguyen University. 3. Bachelor Pham Truong Tho, College of Sciences - Thai Nguyen University. 4. Master Nguyen Khac Hung, College of Sciences - Thai Nguyen University. 5. Bachelor Ca Van Tinh, College of Sciences - Thai Nguyen University. 6. Master Chu Thi Anh Xuan, College of Sciences - Thai Nguyen University 7. Doctor Vu Dinh Lam, Institute of Materials Science - Vietnam Academic of Science and Technology. Duration: from 01/2010 to 12/2011 2. Objectives: Synthesis and investigation electromagnetic properties of materials doped- BaTiO 3 in bulk ceramics and nanoscale by the solid-state reaction method and high energy ball milling. Contribute the process of training physics students by building knowledge and capacity for participators in the subject. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3. Main contents: 3.1. Synthesis materials multiferrroics doped-BaTiO 3 in bulk ceramics and nanoscale by the solid-state reaction method and high energy ball milling. 3.2. Carrying out measurements: X ray; SEM; magnetic and electrical…to study properties of samples. 3.3. Demonstrting experimentally result-related mechanisms. 4. Results obtained: 4.1. Science products: 4.1.1. Ha M. Nguyen, N. V. Dang, Pei-Yu Chuang, T. D. Thanh, Chih-Wei Hu, Tsan-Yao Chen, V. D. Lam, Chih-Hao Lee and L. V. Hong, Tetragonal and hexagonal polymorphs of BaTi 1-x Fe x O 3- multiferroicss using x-ray and Raman analyses, Applied Physics Letters 99, 202501 (2011). 4.1.2. N. V. Dang, T. D. Thanh, L. V. Hong, V. D. Lam, and The-Long Phan, Structural, optical and magnetic properties of polycrystalline BaTi 1-x Fe x O 3 ceramics, Journal of Applied Physics. 110, 043914 (2011). 4.1.3. Nguyen Van Dang, Nguyen Van Khien, Tran Dang Thanh, Do Hung Manh, Nguyen Xuan Nghia, Vu Dinh Lam and Le Van Hong, Proceedings of the 7 th Vietnam National Conference on Solid State Physics and Material Sciences (SPMS- 2011), Ho Chi Minh 7-9/11/2011. 4.1.4. Nguyen Van Dang, Nguyen Khac Hung, Ngo Thi Lan, Vu Dinh Lam and Le Van Hong, Influence of substitute Fe for Ti on structures electromagnetic properties of BaTiO 3 , Journal of Science and Technology, Thai Nguyen University, No 2 (78), 2011, 39-44. 4.1.5. Nguyen Van Dang, Ha M. Nguyen, Nguyen Van Chien, Do Hung Manh, Tran Dang Thanh, Vu Dinh Lam and Le Van Hong, Abnormal magnetic property in Fe- doped BaTiO 3 multiferroicss, Proceedings of The 5 th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN2010) - Hanoi, Vietnam - November 09-12, 2010. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4.1. Training results: have been supported 08 studens reaseach project: 4.1.1. Nguyen Thi Ha, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in May 2010. 4.1.2. Nguyen Thi Thanh Huyen, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in May 2010. 4.1.3. Nguyen Thi Thu Huyen, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in May 2010. 4.1.4. Ngo Thi Lan, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in May 2011. 4.1.5. Pham Thị Trang, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in May 2011. 4.1.6. Ngo Thi Lan, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in September 2010. 4.1.7. To Phuong Nhung, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in September 2011. 4.1.8. Hoang Thi Cuc, Department of Physics, College of Sciences, Thai Nguyen University, defended in September 2011. 4.2. Other results 4.2.1. Synthesis and investigation electromagnetic properties of materials multiferroicss Fe doped-BaTiO 3 in bulk ceramics and nanoscale. 4.2.2. Crystal structure and electromagnetic properties of the material were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectra, magnetization versus magnetic field M(H) and dielectric characterization… 4.2.3. Dielectric and magnetic behaviors and exhibits the multiferroicss behavior at room temperature of the material had been explained… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Một trong số các họ vật liệu đang dành được sự quan tâm nghiên cứu đặc biệt vì hứa hẹn sẽ đáp ứng được những yêu cầu rất cao của khoa học và công nghệ hiện đại là vật liệu đa pha điện từ (multiferroics). Multiferroics là tên gọi những vật liệu đồng tồn tại cả hai trạng thái sắt điện và sắt từ trong cùng một pha vật liệu [32], [49], [50]. Các vật liệu multiferroics trong tự nhiên rất hiếm, đa số các vật liệu multiferroics được biết đến hiện nay là vật liệu nhân tạo. Để tạo ra vật liệu multiferroics, cách thứ nhất là đưa các tạp chất từ tính vào mạng tinh thể của vật liệu sắt điện (cách làm này giống như cách tạo ra các chất bán dẫn từ pha loãng). Một cách khác là kết hợp vật liệu sắt điện và vật liệu sắt từ với nhau thành một vật liệu composite [49], [50]. Sẽ có rất nhiều thiết bị tổ hợp ứng dụng những hiệu ứng lý thú của vật liệu multiferroics như: nguyên tố nhớ nhiều trạng thái, thiết bị cộng hưởng sắt từ điều khiển bởi điện trường, bộ chuyển đổi cực nhanh, bộ lọc, sensor điện từ hoạt động ở nhiệt độ phòng, các ăng-ten, bộ lưu dữ liệu, DRAM, MRAMs, FeRAMs, linh kiện nhớ điện trở (RRAM), nhớ điện dung (Capacitance Memory Effect) [27] Trong nghiên cứu ứng dụng, các vật liệu multiferroics dạng đơn chất được quan tâm nhưng đa số các vật liệu multiferroics dạng đơn chất được biết đến hiện nay đều thể hiện tính chất multiferroics ở nhiệt độ quá thấp. Nhiều nghiên cứu gần đây công bố kết quả tạo ra vật liệu multiferroics ở nhiệt độ phòng bằng cách pha tạp các ion kim loại chuyển tiếp vào vật liệu BaTiO 3 - một vật liệu sắt điện điển hình. Ngoài triển vọng ứng dụng do thể hiện tính chất multifferoic ở trên nhiệt độ phòng, vật liệu BaTi 1-x Fe x O 3 cũng là đối tượng được bàn luận rất sôi nổi trong thời gian gần đây vì thể hiện nhiều hiệu ứng vật lý mới rất lý thú và phức tạp như: sự lai hóa giữa tính chất sắt điện và sắt từ, cơ chế của các loại tương tác gây ra từ tính trong vật liệu, đóng góp của các nút khuyết oxi vào từ tính của vật liệu, hóa trị của các nguyên tố tạp chất [24],[26],[28],[42],[46],[55],[56],[62],[66], [67]. [...]... trình nào nghiên cứu một cách hệ thống về cấu trúc và tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO3 pha tạp Fe Vì những lý do trên đây, chúng tôi đã chọn các vấn đề về " Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO3 pha tạp dƣới dạng mẫu khối và kích thƣớc nano" Đây là họ vật liệu có cấu trúc perovskite đặc trưng và đồng tồn tại tính chất sắt điện và sắt từ Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Vật lý... đến tính multiferroics của vật liệu Ba(Ti1-xMx)O3 (với M=Fe và Mn) ở kích thước nanomet Đáng chú ý nhất là hai công bố của Yao Shuai [77] và Jaspreet Kaur [46] công bố trên tạp chí J Appl Phys và Materials Letters năm 2011 Kết quả cho thấy, ở kích thước nano vật liệu có tính sắt điện và sắt từ ở nhiệt độ phòng được cải thiện đáng kể so với các mẫu khối và so với các vật liệu multiferroics kích thước nano. .. học và Phòng thí nghiệm Vật lý các hiện tượng từ và siêu dẫn - Viện Khoa học Vật liệu – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Mục tiêu của đề tài: (i) Tổng hợp thành công vật liệu BaTi1-xFexO3 đồng tồn tại tính chất sắt điện và sắt từ ở nhiệt độ phòng bằng phương pháp phản ứng pha rắn và nghiền cơ năng lượng cao; (ii) Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tạp chất lên cấu trúc, tính chất điện từ của vật liệu. .. tạo ra này Vào năm 1972, Suchtelen [44] là người đầu tiên nghiên cứu tính chất của vật liệu tổ hợp từ hai pha Kết quả nghiên cứu hiệu ứng từ - điện trong vật liệu tổ hợp có một pha từ giảo và một pha áp điện cho thấy hiệu ứng này có tính chất định hướng như được mô tả trong phương trình (1.5) và (1.6) H x (1.5) E x (1.6) Đây là hiệu ứng kết cặp điện và từ thông qua tương tác đàn hồi, nó phụ thuộc vào... các mẫu pha tạp với nồng độ từ 2% -10% là khá lớn (Hình 1.22b), trong khi mẫu có nồng độ pha tạp 1% thể hiện tính thuận từ ở nhiệt độ phòng Độ từ hóa của các mẫu pha tạp ở mức độ 2% - 10% chưa bão hòa hoàn toàn trong vùng từ trường đo chứng tỏ có tồn tại pha thuận từ (hoặc phản sắt từ) trong thành phần của các mẫu Khi nồng độ pha tạp tăng từ 2% đến 6%, lực kháng từ (HC) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu. .. dung nghiên cứu gồm: (i) Chế tạo các mẫu vật liệu dạng khối bằng phương pháp phản ứng pha rắn và cấu trúc nano bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao; (ii) Khảo sát cấu trúc, phân tích pha tinh thể trên cơ sở phân tích số liệu nhiễu xạ tia X mẫu bột Phân tích và đánh giá hình thái học, kích thước hạt thông qua ảnh SEM (iii) Thực hiện các phép đo khảo sát các đặc trưng điện, từ của vật liệu nhằm nghiên. .. hình của vật liệu BaTiO3 1.2.2.1 Tính chất điện môi của BaTiO3 Do phụ thuộc mạnh vào phương pháp chế tạo (độ tinh khiết, mật độ, kích thước hạt ), tần số, nhiệt độ và tạp chất nên giá trị của hằng số điện môi của vật liệu BTO hiện được công bố rất phân tán với nhiều giá trị khác nhau Hình 1.11 biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số điện môi của vật liệu BTO Một số đặc Hình 1.11: Phần thực của hằng... điện từ Tính chất đặc biệt của vật liệu tổ hợp cả tính chất sắt điện và sắt từ đó là khi chịu tác dụng của từ trường ngoài, pha sắt từ (từ giảo) sẽ bị biến dạng Sự biến dạng này sẽ tạo ra ứng suất truyền sang pha sắt điện và do đó sẽ xuất hiện sự thay đổi véc tơ phân cực điện trong lòng pha sắt điện do hiện tượng áp điện Khi đó, trong vật liệu sẽ xuất hiện điện tích cảm ứng (điện trường) bởi từ trường... điện môi của vật liệu cũng phụ thuộc mạnh vào các tạp chất Trong những năm gần đây, việc pha tạp vào vị trí của Ba và Ti để thay đổi tính chất của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ BTO được quan tâm Nếu thay thế vào vị trí của ion Ba2+ bằng các nguyên tố tạp acceptor có hóa trị 1, 2 và 3, vật liệu BTO sẽ trở thành một bán dẫn loại p Nhưng khi thay thế vào vị trí của Ti4+... 2008 Trong nghiên cứu này họ cho rằng khi nồng độ pha tạp Fe tăng từ 7 ÷ 70% thì từ độ của mẫu giảm (Hình 1.20a) Đặc biệt, có thể cải thiện đáng kể tính chất từ của vật liệu (cả MS và HC) bằng cách ủ mẫu trong môi trường oxi để tạo ra một nồng độ khuyết thiếu tối ưu (xem Hình 1.20b) Năm 2009, B Xu và cộng sự Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [14] đã nghiên cứu tính chất sắt . Đã chế tạo và nghiên cứu tính chất điện từ của vật liệu đa pha điện từ BaTiO 3 pha tạp Fe dạng gốm khối và kích thước nano. 4.2.2. Đã khảo sát cấu trúc và tính chất điện từ của mẫu vật liệu. QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ I. Thông tin chung 1. Tên đề tài: Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO 3 pha tạp dưới dạng mẫu khối và kích thước. điện, từ của vật liệu BaTiO 3 pha tạp Fe. Vì những lý do trên đây, chúng tôi đã chọn các vấn đề về " Chế tạo và nghiên cứu tính chất điện, từ của vật liệu BaTiO 3 pha tạp dƣới dạng mẫu khối