Chế tạo, nghiên cứu cấu trúc tinh thể và một số tính chất vật lý của hệ vật liệu lar(fe,si)13 (r= ce, tb, ho, yb)

Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chƣơng I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỢP CHẤT La(Fe 1-x M x ) 13 4 1.1. Tổng quan về hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 . 4 1.1.1. Cấu trúc tinh thể của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 . 4 1.1.2. Tính chất từ của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 6 1.2. Các hiện tượng từ 8 1.3. Tương tác từ của hệ các điện tử linh động. 10 1.3.1. Thuận từ Pauli 10 1.3.2. Mô hình Stoner 12 1.4. Chuyển pha từ giả bền 13 Chƣơng II – PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 17 2.1. Chế tạo mẫu 17 2.1.1. Phương pháp nóng chảy hồ quang 17 2.1.2. Quy trình nấu mẫu. 19 2.1.3. Ủ nhiệt. 20 2.2. Các phương pháp nghiên cứu. 20 2.2.1. Nhiễu xạ bột tia X. 20 2.2.2. Giao thoa kế lượng tử siêu dẫn (SQUID) 22 2.2.3. Hệ đo từ độ. 24 Chƣơng III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1. Cấu trúc tinh thể của hợp chất La 1-x Ce x (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 . 27 3.2. Tính chất từ của hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 31 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Bảng 1: Vị trí các nguyên tử trong cấu trúc loại NaZn 13 của hợp chất LaCo 13 . 5 Bảng 2: Một số thông số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong các hợp chất La(Fe 1-x Al x ) 13 [13] 7 Bảng 3: Một số thông số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong các hợp chất La(Fe 1-x Co x ) 11,7 Al 1,3 (với x = 0,02; 0,04; 0.06; 0,08) 8 Bảng 4: Hằng số mạng của hợp chất La 0.8 Ce 0.2 (Fe 0.88 Si 0.12 ) 13 ở cácnhiệt độ khác nhau 29 Bảng 5: Nhiệt độ chuyển pha T C và moment từ bão hòa của các hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 với R= Ce, Tb, Ho, Yb 36 Hình 1.1: Cấu trúc lập phƣơng NaZn 13 – hợp chất LaCo 13 [16] 5 Hình 1.2: Cấu trúc tứ diện. 6 Hình 1.4: Cấu trúc sắt từ (a), phản sắt từ (b), feri từ (c), cấu trúc từ xoắn (d) . 9 Hình 1.5: Mật độ trạng thái của các điện tử với spin ↑ và spin ↓: 11 Hình 1.6: Sự sắp xếp các moment từ của vật liệu từ giả bền: dƣới tác dụng của từ trƣờng ngoài đủ mạnh vật liệu chuyển từ trạng thái phản sắt từ sang trạng thái sắt từ. 14 Hình 1.7: Đồ thị biển diễn sự phụ thuộc của năng lƣợng tự do vào từ độ. 15 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ nấu mẫu bằng phƣơng pháp nóng chảy hồ quang tại Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp. 17 Hình 2.2: Minh họa vùng hồ quang. 18 Hình 2.3: Sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động của phƣơng pháp nhiễu xạ tia X . 21 Hình 2.4: Sơ đồ buồng mẫu thiết bị đo hệ số cảm từ SQUID. 23 Hình 3.1: Giản đồ nhiễu xạ bột tia X của các hợp chất La 1-x Ce x (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 với x = 0 và x = 0,2 ở nhiệt độ phòng. 27 Hình 3.2: Giản đồ nhiễu xạ bột tia X của hợp chất La 0,8 Ce 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 ở các nhiệt độ khác nhau. 28 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Hình 3.3: Sự phụ thuộc của cƣờng độ nhiễu xạ theo nhiệt độ ở góc 2θ = 43,26 0 . 29 Hình 3.4: Sự phụ thuộc của hằng số mạng vào nhiệt độ của hợp chất La 0,8 Ce 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 . 30 Hình 3.5: Sự phụ thuộc của moment từ vào nhiệt độ của hợp chất La 0,8 Ce 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 ở từ trƣờng H = 1 kOe. 31 Hình 3.6: Sự phụ thuộc của moment từ vào nhiệt độ của các hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 trong từ trƣờng H = 1 kOe (với R = Tb, Ho). 32 Hình 3.7: Sự phụ thuộc của moment từ vào nhiệt độ của hợp chất La 0,8 Yb 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 trong từ trƣờng H = 1 kOe. 33 Hình 3.8: Sự phụ thuộc của nhiệt độ chuyển pha T C lên dãy đất hiếm R thay thế cho một phần La trong các hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 . 34 Hình 3.9: Các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt của các hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 với R= Ce, Tb, Ho, Yb ở nhiệt độ T = 1,8 K. 36 Hình 3.10: Đồ thị sự phụ thuộc của moment từ bão hòa vào dãy đất hiếm thay thế cho một phần La trong các hợp chất La 0,8 R 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 . 37 Hình 3.11: Đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt của hợp chất La 0,8 Ho 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 ở các nhiệt độ khác nhau. 38 Hình 3.12: Đƣờng Arrott plots của hợp chất La 0,8 Ho 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 ở các nhiệt độ khác nhau. 39 Hình 3.13: Đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt của hợp chất La 0,8 Yb 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 ở các nhiệt độ khác nhau. 40 Hình 3.14: Đƣờng Arrott plots của hợp chất La 0,8 Yb 0,2 (Fe 0,88 Si 0,12 ) 13 tại các nhiệt độ khác nhau. 41 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 1 MỞ ĐẦU Trong những thập kỷ cuối cùng của thế kỷ XX, đã có hàng loạt phát minh quan trọng liên quan đến các tính chất và ứng dụng mới của các hệ vật liệu từ khác nhau, đặc biệt là hệ vật liệu từ liên kim loại. Năm 1997, tại Mỹ máy làm lạnh từ thử nghiệm sử dụng kim loại Gd như một tác nhân làm lạnh từ đã chạy suốt 14 năm và đạt được công suất cỡ 600W [13]. Cũng trong năm này, hai nhà vật lý người Mỹ là K.A. Gschneidner và V.A. Pecharsky đã công bố hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ trong các hợp chất Gd 5 (Si 1-x Ge x ) 4 (với 0,05 ≤ x ≤ 0,5) [20]. Vật liệu này có MCE lớn gấp 2 lần so với kim loại Gd. Điều này đã mở ra cho các nhà khoa học một hướng nghiên cứu mới về hiệu ứng từ nhiệt và kỹ thuật làm lạnh từ nhất là trên các vật có chuyển pha từ ở gần nhiệt độ phòng. Năm 1881, nhà vật lý người Đức Emil Warburg đã phát hiện ra hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric Effect – MCE), đó chính là sự thay đổi nhiệt độ của một vật liệu từ dưới tác dụng của từ trường ngoài, hay nói cách khác, đó là sự biến đổi entropy từ có trong vật liệu dưới tác dụng của sự biến thiên từ trường. Việc nghiên cứu để chế tạo vật liệu có MCE lớn mà có nhiệt độ chuyển pha từ gần với vùng ứng dụng và sử dụng từ trường thấp, độ rộng của sự thay đổi entropy từ nhỏ (tính đơn pha cao) là vấn đề đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trên thế giới. Công nghệ làm lạnh từ không sử dụng các hóa chất độc hại với môi trường. Vì thế nó là một công nghệ làm lạnh rất có lợi đối với môi trường. Một sự khác biệt then chốt nữa giữa các thiết bị làm lạnh theo chu trình nén hơi và khí với thiết bị làm lạnh từ là ở lượng nhiệt hao phí có thể tránh được trong chu trình làm lạnh. Hiệu suất làm lạnh trong kỹ thuật làm lạnh từ đã cho thấy có thể đạt đến 60% của giới hạn lý thuyết trong khi đó thiết bị làm lạnh theo chu trình nén khí cũng chỉ đạt khoảng 40%. Hơn thế nữa, công nghệ nén khí không thể dễ dàng thu nhỏ kích thước để có công suất thấp phục vụ cho những mục đích ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn để làm lạnh máy tính siêu dẫn cá nhân. Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 2 Trong số các vật liệu đã được nghiên cứu như: các hợp chất perovskite La 1-x Ca x MnO 3 và La 1-x Sr x CoO 3 [16] được xem là những vật liệu đầy tiềm năng ứng dụng trong kỹ thuật làm lạnh từ bởi giá thành thấp, công nghệ chế tạo đơn giản và hiệu ứng từ nhiệt lớn. Song song với quá trình phát triển việc nghiên cứu MCE trên các loại vật liệu từ khác, hiện nay vật liệu từ nhiệt có chuyển pha bậc nhất như Gd 5 (Si 1-x Ge x ) 4 [20], La(Fe 1-x M x ) 13 [6], MnAs, MnFe(P 1-x As x ) [9], hợp kim Heusler,…[13] đã thu hút sự chú ý do MCE khổng lồ của chúng. Trong số các loại vật liệu này, hợp chất giả lưỡng nguyên La(Fe 1-x M x ) 13 xuất phát từ vật liệu hai nguyên loại LaT 13 với cấu trúc lập phương loại NaZn 13 có thể ổn định nhờ việc thay thế một phần Fe bởi các kim loại M như Si hay Al. Tính chất từ của hệ hợp chất này phụ thuộc rất mạnh vào nguyên tố thay thế và nồng độ của nó. Hợp chất La(Fe x Al 1-x ) 13 là sắt từ với 0,62 ≤ x ≤ 0,86 và là phản sắt từ với 0,86 ≤ x ≤ 0,92 [6]. Trong khi hợp chất La(Fe x Si 1-x ) 13 là sắt từ trong khoảng 0,62 ≤ x ≤ 0,89 [6]. Khi nồng độ Fe tăng thì nhiệt độ chuyển pha Curie T C giảm và moment từ bão hòa M S tăng. Trong hợp chất sắt từ La(Fe 1-x M x ) 13 biểu hiện một tính chất từ giả bền điện tử linh động. Tính chất này ảnh hưởng mạnh đến hiệu ứng từ nhiệt, hiệu ứng từ thể tích, từ giảo khổng lồ và một số tính chất khác của vật liệu. So với tác nhân từ trường và áp suất thì ảnh hưởng của sự điền kẽ bởi hydro và cacbon lên các tính chất từ của vật liệu cũng rất mạnh [11] và tương đương như khi thay thế Fe bằng các nguyên tố Si hoặc Co. Việc pha tạp các nguyên tố đất hiếm khác như Pr, Nd, Ce, Er và Gd vào vị trí của La cũng đã được nghiên cứu nhằm mục đích thay đổi nhiệt độ chuyển pha Curie và giảm từ trường tới hạn của chuyển tiếp từ 3d trong hợp chất La(Fe, Si) 13 [15]. Trên cơ sở đó, các công trình chủ yếu tập trung nghiên cứu vào việc chế tạo các mẫu đơn pha với cấu trúc loại NaZn 13 và sự nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay thế Si vào vị trí Fe và thay thế một phần La bằng các nguyên tố đất hiếm khác lên một số tính chất vật lý của chúng trong hệ vật liệu La(Fe, Si) 13 . Trong luận văn này, em tập trung nghiên cứu cấu trúc tinh thể và một số tính chất vật lý của hệ vật liệu La(Fe,Si) 13 khi thay thế một phần La bằng các nguyên tố đất hiếm Ce, Ho, Tb, Yb. Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 3 Luận văn bao gồm các phần sau: Mở đầu Chƣơng I: Cơ sở lý thuyết của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 . Chƣơng II: Phƣơng pháp thực nghiệm. Chƣơng III: Kết quả và thảo luận. Kết luận Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 4 Chƣơng I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỢP CHẤT La(Fe 1-x M x ) 13 1.1. Tổng quan về hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 . 1.1.1. Cấu trúc tinh thể của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 . Gần đây, hợp chất liên kim loại R(Fe,M) 13 (R = La, Nd; M = Si, Co, Al) đã được nghiên cứu nhiều. Thực tế là do các hợp chất này có hàm lượng kim loại chuyển tiếp cao nhất trong các hợp chất đất hiếm – kim loại chuyển tiếp. Một trong những chủ đề hấp dẫn nhất của các hợp chất từ tính là liên kết kim loại của hợp chất La(Fe 1-x Si x ) 13 có cấu trúc lập phương đặc trưng của NaZn 13 - kiểu cấu trúc thuộc nhóm không gian Fm3c. Trong cấu trúc này, các ion Na nằm ở vị trí 8a còn có các ion Zn nằm ở các vị trí 8b và 96i, do vậy mỗi ô nguyên tố chứa 8 đơn vị công thức NaZn 13 [15]. Kiểu cấu trúc lập phương NaZn 13 chỉ thấy duy nhất trong trường hợp chất nhị nguyên đất hiếm – kim loại chuyển tiếp, đó là hợp chất LaCo 13 (Hình 1). Hơn nữa, các hợp chất này không chỉ có hàm lượng kim loại chuyển tiếp cao nhất trong các hợp chất đất hiếm- kim loại chuyển tiếp mà còn được dự kiến moment từ cao ở mỗi nguyên tử. Trong hợp chất liên kim loại LaCo 13 , mômentừ rất lớn và nhiệt độ Curie cao (4πM s =13kG, T C = 1290K). Bảng 1 đưa ra các vị trí của các nguyên tử Co và La, nguyên tử Co chiếm hai vị trí khác nhau theo tỉ lệ Co I :Co II =1:12 [16]. Mỗi nguyên tử Co I được bao quanh bởi 12 nguyên tử Co II do đó có đối xứng không gian giống như lập phương tâm mặt (fcc). Và mỗi nguyên tử La có 24 nguyên tử Co II gần nhất. Trên thực tế không tồn tại hợp chất LaFe 13 với cấu trúc lập phương loại NaZn 13 . Tuy nhiên, pha 1:13 giữa La với Fe có thể được tạo thành khi thay thế một phần Fe bởi các kim loại khác như Si, Co, Al,…. Như vậy, một lượng nhỏ nguyên tố thứ ba sẽ tạo ra một hợp chất giả nhị nguyên với cấu trúc 1:13. Nói cách khác chúng ta có thể ổn định hệ nhị nguyên đất hiếm– kim loại chuyển tiếp với cấu trúc lập phương loại NaZn 13 khi thay thế nguyên tử Fe II bởi kim loại thứ ba. Đặc biệt, Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 5 với 0,078 ≤ x ≤ 0,192 hợp chất La(Fe 1-x Si x ) 13 tồn tại cấu trúc lập phương dạng NaZn 13 [21]. Cấu trúc kiểu NaZn 13 cũng được hình thành khi thay thế một phần kim loại La bởi nguyên tố đất hiếm khác tức là hệ La 0,7 R y (Fe 0,.88 Si 12 ) 13 với R = Nd, Pr và Gd khi y = 0,2 [9]. Hình 1.1: Cấu trúc lập phƣơng NaZn 13 – hợp chất LaCo 13 [16] a) Cấu trúc tinh thể b) Cấu trúc 1 ô nguyên tố Bảng 1: Vị trí các nguyên tử trong cấu trúc loại NaZn 13 của hợp chất LaCo 13 . Nguyên tử Vị trí 8La ± (1/4, 1/4, 1/4) 8Co I (0,0,0); (1/2, 1/2, 1/2) 96Co II ± (0,y,z); ± (1/2, z, y) với y=0,112; z= 0,178 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 6 Trong trường hợp La(Fe 1-x Si x ) 13 , pha 1 : 13 ổn định với 0,12 ≤ x ≤ 0,19. Khi nồng độ Si tăng (0,24 ≤ x ≤ 0,38), hợp chất La(Fe 1-x Si x ) 13 biểu hiện cấu trúc tứ diện đều được suy ra từ cấu trúc lập phương loại NaZn 13 . Hình 1.2: Cấu trúc tứ diện. Loại cấu trúc tứ diện đều có ô nguyên tố dịch chuyển dọc theo trục z từ cấu trúc lập phương NaZn 13 như minh họa trong hình 1.2. Các ô lập phương được kéo ra theo trục z để tạo thành các ô tứ diện qua mối quan hệ:  , = +  1 2 ,  , = ,  , =  (1.1) Trong đó: x ’ , y ’ , z ’ là tọa độ phân tử của cấu trúc tứ diện; x, y, z là tọa độ phân tử của cấu trúc lập phương. Mối quan hệ giữa các hằng số mạng trong cấu trúc tứ diện và lập phương:       2 ,     (1.2) 1.1.2. Tính chất từ của hợp chất La(Fe 1-x M x ) 13 Tính chất từ của La(Fe 1-x M x ) 13 phụ thuộc mạnh vào hai yếu tố đó là nguyên tố M và nồng độ của nguyên tố M trong các hợp chất. Với M = Al, trạng thái từ trong hợp chất La(Fe 1-x Al x ) 13 là vật liệu sắt từ với 0,14 ≤ x ≤ 0,38; và là vật liệu Zn Na Zn I II Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 7 phản sắt từ với 0,08 ≤ x ≤ 0,19 [21]. Trạng thái từ trong hợp chất La(Fe 1-x Al x ) 13 được ổn định khi 0,08 ≤ x ≤ 0,54 và giá trị lớn nhất của T C trong các loại hợp chất có thể lên tới 250K và sau đó giảm dần [21]. Bảng 2 thống kê các thông số từ của hệ hợp chất La(Fe x Si 1-x ) 13 [11]. So với hợp chất ban đầu LaCo 13 , việc thay thế Co bởi Fe và Si đã làm giảm nhiệt độ chuyển pha T C một cách đáng kể và đồng thời làm tăng moment từ. Bảng 2: Một số thông số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong các hợp chất La(Fe 1-x Al x ) 13 [13] Mẫu vật liệu T C (K)  (T)   (J. kg 1 . K 1 ) LaFe 11,12 Co 0,71 Al 1,17 279 2 4,6 LaFe 11,12 Co 0,71 Al 1,17 279 5 9,1 LaFe 10,88 Co 0,95 Al 1,17 303 2 4,5 LaFe 10,88 Co 0,95 Al 1,17 303 5 9,0 Hình 1.3: Sự phụ thuộc của biến thiên entropy từ vào nhiệt độ của La(Fe 1-x Co x ) 11.7 Al 1.3 trong từ trƣờng biến thiên là 5 T và 2 T. [...]... của tính thể với cấu trúc lập phương: 2 𝑎2 = (ℎ2 + 𝑘 2 + 𝑙 2 )𝑑ℎ𝑘𝑙 (2.3) Hằng số mạng a của tinh thể sẽ là giá trị trung bình của các kết quả tính ở trên Và nếu cấu trúc tinh thể có cấu trúc tứ diện thì công thức tính hằng số mạng a = b và c của tinh thể được cho bởi: 1 2 𝑑 ℎ 𝑘𝑙 = ℎ 2 +𝑘 2 𝑎2 + 𝑙2 𝑐2 (2.4) Điều đó có nghĩa là với cấu trúc tứ diệnta phải thiết lập hệ phương trình để tìm được hằng số. .. X của cấu trúc chuẩn NaZn13 Sự so sánh này cho phép xác định cấu trúc tinh thể là đơn pha hay đa pha và xác định được các hằng số mạng Hệ mẫu La(FexM1-x)13 có cấu trúc lập phương kiểu NaZn13 nên hằng số mạng của tinh thể liên hệ với khoảng cách giữa hai mặt phản xạ có cùng chỉ số (hkl) theo công thức: 1 𝑑2 = ℎ 2+ 𝑘 2+ 𝑙2 𝑎2 (2.2) Từ biểu thức trên ta có thể tính được giá trị hằng số mạng a = b = c của. .. của kim loại và hợp kim; pha sắt từ, thuận từ của các vật liệu từ, pha siêu dẫn hoặc pha dẫn điện thường của các chất siêu dẫn Chuyển pha là sự thay đổi trạng thái của vật chất từ mức độ đối xứng sang mức độ đối xứng khác và hình thành các thuộc tính mới của vật liệu Đối xứng đề cập ở đây có thể là đối xứng tinh thể (chuyển pha rắn – lỏng) nhưng cũng có thể là đối xứng của các tham số vật lý khác Ví... = b = c = 11,545 Å Ngành Vật lý Nhiệt 27 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy + Với x = 0,2: hợp chất có cấu trúc tứ diện (tetragolnal) và hằng số mạng a = b = 11,472 Å và c = 11, 523 Å Nghĩa là a và b bị co lại so với c Như vậy, khi một phần La bị thay thế bởi Ce có sự chuyển từ cấu trúc từ cấu trúc lập phương sang cấu trúc tứ diện cùng loại cấu trúc NaZn1 3và hằng số mạng giảm, sự giảm này... chất từ của hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 Hình 3.5: Sự phụ thuộc của moment từ vào nhiệt độ của hợp chất La0,8Ce0,2(Fe0,88Si0,12)13 ở từ trƣờng H = 1 kOe Tính chất từ của hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Ce, Tb, Ho, Yb được xác định thông qua các phép đo từ độ: đo sự phụ thuộc của moment từ vào nhiệt độ và đo sự phụ thuộc của moment từ vào từ trường Khi đo sự phụ thuộc của moment từ vào... Ngành Vật lý Nhiệt 26 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Lại Thanh Thủy Chƣơng III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Cấu trúc tinh thể của hợp chất La1-xCex(Fe0,88Si0,12)13 Hình 3.1: Giản đồ nhiễu xạ bột tia X của các hợp chất La1-xCex(Fe0,88Si0,12)13 với x = 0 và x = 0,2 ở nhiệt độ phòng Cấu trúc tinh thể của mẫu được xác định bằng phương pháp đo nhiễu xạ bột tia X Hình 3.1 biểu diễn giản đồ nhiễu xạ bột tia X của. .. xử lý nhiệt bằng cách đưa mẫu vào ampul làm bằng ống thạch anh được hút chân không cao tới P = 10-5 Torr và hàn kín đầu ampul - Mẫu được ủ nhiệt ở nhiệt độ T = 1100℃ trong thời gian 7 ngày để mẫu được hoàn toàn đồng nhất về pha và ổn định cấu trúc của mẫu - Tôi mẫu trong nước đá 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Nhiễu xạ bột tia X Để xác định sự đơn pha của mẫu và cấu trúc tinh thể của các mẫu chế. .. rằng hệ số từ hóa của các điện tử tự do là một hằng số, không phụ thuộc vào nhiệt độ Các tính chất như vậy được giải thích dựa trên mô hình vùng năng lượng,đó là lý thuyết Pauli [2] Có thể trình bày lý thuyết này với hàm mật độ trạng thái có dạng parabol N(E) ~ 𝐸 (Hình 1.5) Gọi số điện tử và mức năng lượng Fermi của các phân vùng với spin thuận (↑) và spin nghịch (↓) tương ứng là n± và EF±, từ độ có thể. .. ion dương và điện tử, chủ yếu là vật liệu bị bốc bay từ bề ngoài của phần nóng chảy Do sự chênh lệch cao của nhiệt độ ở bề mặt nóng chảy so với phần tiếp xúc đáy nồi, phần vật liệu này bị kéo trở lại và được giữ trong không gian giữa phần vật liệu nóng chảy và vật liệu làm nồi Quá trình tương tự như vậy cũng xảy ra trong vùng cực âm .Một phần vật liệu làm cực âm bị phân ly thành ion dương và các điện... do bán kính ion của Ce nhỏ hơn La Hình 3.2: Giản đồ nhiễu xạ bột tia X của hợp chất La0,8Ce0,2(Fe0,88Si0,12)13 ở các nhiệt độ khác nhau Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên cấu trúc tinh thể của hệ hợp chất này, chúng tôi đã tiến hành đo phổ nhiễu xạ bột tia X của hợp chất La0,8Ce0,2(Fe0,88Si0,12)13 ở các nhiệt độ khác nhau như đã chỉ ra trong hình 3.2 Trước tiên, ta thấy xuất hiện một đỉnh lạ ở . hiếm khác lên một số tính chất vật lý của chúng trong hệ vật liệu La(Fe, Si) 13 . Trong luận văn này, em tập trung nghiên cứu cấu trúc tinh thể và một số tính chất vật lý của hệ vật liệu La(Fe,Si) 13 . trình chủ yếu tập trung nghiên cứu vào việc chế tạo các mẫu đơn pha với cấu trúc loại NaZn 13 và sự nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay thế Si vào vị trí Fe và thay thế một phần La bằng các nguyên. và một số tính chất khác của vật liệu. So với tác nhân từ trường và áp suất thì ảnh hưởng của sự điền kẽ bởi hydro và cacbon lên các tính chất từ của vật liệu cũng rất mạnh [11] và tương đương