NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DÂY NANO CoPtP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Nguyễn Thị Thanh Huyền NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DÂY NANO CoPtP Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt Mã số: TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 Công trình hoàn thành tại: Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Tuấn Tú Phản biện: GS TS Lƣu Tuấn Tài Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN Phản biện: PGS TS Nguyễn Văn Khánh Đại học Sư phạm Hà Nội Luận văn bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận văn thạc sĩ họp Phòng họp Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Vào hồi 10 00 ngày 23 tháng 09 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Ngày nay, ta tình cờ nghe vài vấn đề sản phẩm có liên quan đến hai chữ “nano” Ở khoảng nửa kỷ trước, thực vấn đề mang nhiều hoài nghi tính ứng dụng, nay, ta thấy công nghệ nano trở thành vấn đề thời có quan tâm đặc biệt nhà khoa học.Tổ chức National Nanotechnological Initiactive (NNI) trực thuộc phủ Mỹ định nghĩa công nghệ nano “bất thứ liên quan đến cấu trúc có kích thước nhỏ 100 nm” [9] Những tính chất vật chất lĩnh vực quan sát khảo sát quy mô vĩ mô vi mô ứng dụng để phát triển nguyên liệu, dụng cụ với Cho đến nay, nhiều ứng dụng công nghệ nano tiến hành nhiều lĩnh vực ngờ, ý tưởng lạ hình thành khắp công ty lớn, viện nghiên cứu giới Trong đó, vật liệu nano đóng vai trò quan trọng gia tăng không ngừng ứng dụng khoa học công nghệ như: ghi từ vuông góc, cảm biến, MRAM, chip máy tính Trong loại vật liệu nano vật liệu nano từ tính thu hút nhiều ý nhà khoa học giới Việt nam Các loại vật liệu nano từ kể đến như: hạt nano, dây nano, màng nano Đặc biệt, hạt nano dây nano có nhiều ứng dụng y học công nghệ sinh học như: cảm biến sinh học, phân tách tế bào, nghiên cứu chức tế bào [25] Hầu hết dây nano từ tính sử dụng y sinh kim loại hình trụ chế tạo phương pháp điện hóa xốp có lỗ kích thước nano Bán kính chúng kiểm soát phạm vi từ 5500 nm, chiều dài chúng kiểm soát lên tới 60 µm Các tính chất từ quan trọng dây nano từ tính nhiệt độ Curie, lực kháng từ, trường bão hòa, từ dư, định hướng trục dễ từ hóa … phụ thuộc mạnh vào tham số công nghệ đường kính, chiều dài thành phần hóa học dây [1] Hiện nay, công nghệ nano mối quan tâm hàng đầu phủ nước Việt Nam nghiên cứu chế tạo vật liệu có cấu trúc nano nhằm hướng tới ứng dụng Tại môn Vật lý Nhiệt độ thấp thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN, nhóm nghiên cứu chế tạo dây có kích thước nano hình thành tiến hành chương trình nghiên cứu, nội dung chủ yếu chế tạo dây nano từ tính phương pháp lắng đọng điện hoá Phương pháp lắng đọng điện hoá có ưu việt phương pháp khác chỗ không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, nhiệt độ cao, chân không cao Chế tạo dây nano có tốc độ phát triển nhanh, phương pháp không tốn thời gian Để tìm hiểu phương pháp lắng đọng điện hóa số tính chất dây nano từ tính, đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng độ pH số tham số hình dạng lên tính chất từ dây, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm ban đầu việc chế tạo dây CoPtP có kích thứớc nano thay đổi tính chất dây nano CoPtP thay đổi tham số độ pH đường kính dây Chính nhiệm vụ luận văn là: “Nghiên cứu chế tạo dây nano CoPtP” Nội dung luận văn trình bày sau: Chương 1: Tổng quan dây nano từ tính vật liệu CoPtP Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm Chương 3: Kết thảo luận CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ DÂY NANO TỪ TÍNH VÀ VẬT LIỆU CoPtP 1.1 Giới thiệu dây nano từ tính Dây nano vật liệu đầy hứa hẹn với nhiều ứng dụng tiềm không cấu trúc hình học đặc biệt mà chúng sở hữu tính chất vật lý quan trọng bao gồm: tính chất điện, tính chất từ, tính chất quang tính chất Dây nano từ tính hay gọi nano từ tính có cấu trúc dị hướng gần chiều với tỷ số đường kính chiều dài cao [1] Các dây nano cho thấy tính chất điện kì lạ nhờ vào thay đổi hình dạng Khi vật liệu giảm kích thước xuống nano mét, tỉ số số nguyên tử nằm bề mặt (N mặt ngoài) số nguyên tử tổng cộng (N) vật liệu nano lớn nhiều so với vâ ̣t Ở vật liệu có kích thước nano mét, nguyên tử tự thể toàn tính chất tương tác với môi trường xung quanh Điều làm xuất vật liệu nano nhiều đặc tính trội, đặc biệt tính chất điện, quang, từ… Kích thước hạt nhỏ bé nguyên nhân làm xuất vật liệu nano ba hiệu ứng: hiệu ứng lượng tử, hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước Chúng ta thay đổi tính chất từ quan trọng nhiệt độ Curie, lực kháng từ, trường bão hòa, từ dư, định hướng trục dễ từ hoá cách thay đổi đường kính, độ dày thành phần đoạn từ tính/không từ tính dây nano [18] Nhiều nỗ lực thực để phát triển phương pháp tổng hợp, chế tạo điều khiển dây nano từ để ứng dụng nhiều lĩnh vực 1.1.1 Các dây nano tạo mảng phân tán Trong hầu hết ứng dụng dây nano, chúng sử dụng dạng mảng dây phân tán thành dây rời rạc Hình 1.1(a) ví dụ dây nano Co phân tán rời rạc có đường kính 70 nm Trên hình 1.1(b) biểu diễn mảng dây nano CuS có đường kính khoảng 50 nm Cần lưu ý dây nano CuS tạo thành mảng cách ngẫu nhiên Trong ứng dụng y sinh, dây nano thường bị treo lơ lửng dung dịch [16] 1.1.2 Các dây nano đoạn, nhiều đoạn nhiều lớp Do mong muốn có vật liệu nano đơn lẻ thực nhiều chức lúc nên cấu trúc nano nhiều đoạn nghiên cứu chuyên sâu, mà nhà nghiên cứu khám phá nhiều chức vốn có chúng [12] 1.2 Tính chất từ dây nano từ tính 1.2.1 Dị hƣớng hình dạng Đối với vật liệu có dạng hình cầu, hướng từ trường không ảnh hưởng đến kết đo tính chất từ mẫu Tuy nhiên, vật liệu có hình dạng khác màng mỏng, dây hướng từ trường đo cho ta kết khác người ta gọi dị hướng hình dạng Một vật chịu tác dụng từ trường từ trường bên vật sinh có từ trường chống lại từ trường gọi trường khử từ Trường khử từ Hd tỉ lệ với từ độ M tạo nó, có hướng ngược lại, cho : 𝐻d = -Nd𝑀 Trong số trường khử từ Nd phụ thuộc vào hình dạng vật Cho trước hướng từ hóa lượng từ tĩnh ED (erg/cm3) cho bởi: ED = NdMs2 Trong đó: Ms từ độ bão hòa vật, Nd số trường khử từ 1.2.2 Chu trình từ trễ Chu trình từ trễ mẫu có mối quan hệ mật thiết với từ trường đặt vào Bằng tính toán lý thuyết, người ta thu chu trình từ trễ mẫu cách cực tiểu hóa lượng tự có từ trường Chu trình từ trễ vật bị ảnh hưởng thông số vật liệu, cấu trúc vĩ mô hình dạng vật, hướng từ trường trình từ hóa mẫu Đối với mảng dây nano, tương tác dây nano đơn lẻ ảnh hưởng tới trình từ trễ Hình 1.3 Chu trình từ trễ dây nano (a) Từ trường H đặt vào song song với trục dây nano; (b) trường hợp H đặt vào vuông góc với trục dây nano[19] 1.2.3 Ảnh hƣởng đƣờng kính, chiều dài tỷ số hình dạng lên lực kháng từ Hc dây nano thông qua mô hình tính toán Trường khử từ dây cô lập tính toán thông qua việc sử dụng mô hình Stonner – Wohlfarth hiệu chỉnh, chiều dài khoảng quay đômen (coherent rotation) dây thay chiều rộng vách đômen (𝑤) [3] 𝐻0 𝑀0 2𝐾(𝑤) 𝑀0 =𝜇 (4) Từ phương trình Landeros cộng cho thấy trường khử từ dây độc lập với chiều dài dây chiều dài dây đủ lớn Tuy nhiên, kết thực nghiệm cho thấy trường khử từ phụ thuộc vào chiều dài dây kết tính toán từ phương trình có kết lớn so với kết thực nghiệm đo Có thể thấy phải tính đến tương tác dây mảng dây để đạt xác so với thực nghiệm Trong hệ tương tác, trình đảo từ xem việc vượt qua rào chắn lượng, ΔE: 𝐻 ∆𝐸 = 𝑈 − 𝐻0 Nếu thừa nhận từ trường chuyển trạng thái Hs Hc, ta có: Hc = H0 - Hint Ở phương trình trên, ta thừa nhận trường đảo từ dây nano làm giảm lượng tĩnh từ Eint mà có độ lớn rào cản lượng dị hướng ΔE Ẽ𝑖𝑛𝑡 𝐷 = 𝐸𝑖𝑛𝑡 𝑉 = 𝜇 𝑀0 𝑅 2𝐿𝐷 1− 𝐿2 1+ 𝐷 1.3 Một số ứng dụng dây nano từ tính Cho đến nay, ứng dụng công nghệ nano tiến hành nhiều lĩnh vực ngờ, ý tưởng lạ hình thành khắp công ty lớn, viện nghiên cứu giới Đối với dây nano từ tính, có tính chất đặc biệt nên thu hút nhiều ứng dụng lĩnh vực y sinh, cảm biến, ghi từ 1.3.1 Ghi từ vuông góc Trong năm gần đây, để tăng mật độ lưu trữ thông tin, giảm kích thước thiết bị lưu trữ người ta sử dụng phương pháp 10 ghi từ vuông góc, điều làm tăng mật độ tích luỹ từ Tbit/in2 mức [14, 20] hạn chế đáng kể, khoảng 300 GB/in2 [20] Trong khi, nhờ định hướng theo chiều dọc mômen mà thiết bị ghi từ vuông góc có xu hướng mỏng so với thiết bị ghi từ song song [20] 1.3.2 Động điện từ cỡ nhỏ Chuyển động thẳng chuyển động quay hai loại chuyển động phổ biến hầu hết thiết bị động Vì vậy, việc kiểm soát dây nano từ tính để ứng dụng chuyển động đóng vai trò chủ đạo việc phát triển máy móc sử dụng thiết bị cấp độ nano Barbic tạo chuyển động quay roto từ chốt quay chất lưu 1.3.3 Chức hóa phân tử sinh học Chức hóa phân tử sinh học ứng dụng y sinh sử dụng dây nano đa đoạn, đó, đối tượng sử dụng nhiều protein [6,7] Nhà khoa học Wildt phát triển vài phương pháp việc chức hóa có chọn lọc protein sử dụng dây nano, bị ảnh hưởng không nhỏ hình thành liên kết cộng hóa trị [26] 1.4 Giới thiệu vật liệu CoPtP 1.4.1 Giới thiệu vật liệu CoNiP Vật liệu CoNiP xếp vào loại vật liệu từ cứng, màng mỏng CoNiP ứng dụng nhiều hệ vi điện tử (MEMS), cảm biến lưu trữ thông tin Màng mỏng CoNiP có tính dị hướng vuông góc cao, lực kháng từ lớn cỡ 3000 Oe Đối với màng 11 mỏng, phụ thuộc trường kháng từ vào độ dày màng mỏng mạnh [1] Tuy nhiên, liệu vật liệu có lực kháng từ lớn lực kháng từ vật liệu CoNiP? Trong đó, vật liệu CoPtP số nhóm nghiên cứu ứng dụng vào thiết bị ghi từ siêu cao hệ vi điện tử (MEMS) [23] tính chất lực kháng từ từ độ cao Đó lí luận văn tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo vật liệu CoPtP để tìm hiểu tính chất từ cứng vật liệu nghiên cứu ảnh hưởng độ pH đường kính dây lên tính chất từ dây nano CoPtP 1.4.2 Giới thiệu màng mỏng CoPtP Trên giới, trình lắng đọng điện hoá hợp chất CoPtP dung dịch có tính axit nghiên cứu Thành phần, cấu trúc, tính chất từ màng mỏng phụ thuộc nhiều vào tham số nhiệt độ, độ pH thành phần dung dịch Các kết cho thấy, hợp chất CoPtP có tính từ cứng rõ nét [21] 1.4.3 Giới thiệu dây nano CoPtP Trên giới có công trình nghiên cứu dây nano CoPtP, có dây nano đơn đoạn CoPtP dây nano đa đoạn CoPtP/Ag [23] Một số tính chất từ hình thái học dây khảo sát, kết cho thấy dây nano CoPtP có tính từ cứng rõ rệt với lực kháng từ lớn 12 Hình 1.14 (a) Hình ảnh FE-SEM dây nano CoPtP sau loại bỏ đế (b) Đường cong từ trễ dây nano CoPtP với từ trường đặt vào song song với trục dây nhiệt độ phòng 13 CHƢƠNG - CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Phƣơng pháp Vol-Ampe vòng (CV) Phương pháp Vol-Ampe vòng thí nghiệm điện hóa - điều khiển “thuận-nghịch” chu kỳ quét đặt lên điện cực dòng phản ứng quan sát Đường cong đặc trưng Vol-Ampe vòng cung cấp thông tin động học nhiệt động học trình chuyển điện tử hệ trình chuyển giao điện tử [2] Hình 2.1 Mô hình tổng quan thí nghiệm CV 2.2 Các phƣơng pháp chế tạo mẫu Vật liệu nano chế tạo theo hai nguyên tắc: vật liệu khối nghiền nhỏ đến kích thước nano (phương pháp từ xuống) tổng hợp vật liệu nano từ nguyên tử (phương pháp từ lên) Dưới phương pháp phổ biến 2.2.1 Phƣơng pháp học Bao gồm phương pháp tán, nghiền, hợp kim học 14 Nguyên lý phương pháp dùng kỹ thuật nghiền biến dạng để biến vật liệu khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thước nano 2.2.2 Phƣơng pháp hóa ƣớt Bao gồm phương pháp chế tạo vật liệu dùng hóa, phương pháp thủy nhiệt, sol-gel, kết tủa Theo phương pháp này, dung dịch chứa ion khác trộn với theo tỷ lệ thích hợp, tác động nhiệt độ, áp suất mà vật liệu nano kết tủa từ dung dịch Sau trình lọc, sấy khô, ta thu vật liệu nano 2.2.3 Phƣơng pháp bốc bay Bao gồm phương pháp quang khắc, bốc bay chân không vật lý, hóa học Phổ biến phương pháp bốc bay nhiệt Nguyên lý phương pháp bốc bay nhiệt dùng thuyền điện trở thường làm vật liệu chịu nhiệt tương tác với vật liệu vonfram, lantan, bạch kim đốt nóng chảy vật liệu nguồn, tiếp tục đốt cho vật liệu bay Vật liệu bay ngưng đọng đế gắn vào giá phía 2.2.4 Phƣơng pháp hình thành từ pha khí Bao gồm phương pháp nhiệt phân, nổ điện, đốt laser, bốc bay nhiệt độ cao, plasma Nguyên tắc phương pháp hình thành vật liệu nano từ pha khí 2.2.5 Phƣơng pháp phún xạ 15 Phún xạ thuộc phương pháp lắng đọng pha vật lý, nguyên tử, cụm nguyên tử hay phân tử tạo cách bắn phá ion 2.2.6 Phƣơng pháp lắng đọng điện hóa Trong phương pháp chế tạo trên, phương pháp lắng đọng điện hóa có ưu điểm phương pháp khác chỗ không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, không đòi hỏi nhiệt độ cao, chân không cao Chế tạo dây nano có tốc độ lắng đọng nhanh, phương pháp không tốn thời gian Chính vậy, luận văn tập trung vào việc chế tạo dây nano từ cứng CoPtP phương pháp lắng đọng điện hóa nghiên cứu ảnh hưởng độ pH, đường kính dây lên tính chất từ dây nano CoPtP 2.3 Một số phƣơng pháp phân tích mẫu 2.3.1 Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM) Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM) phương pháp chụp ảnh bề mặt mẫu, thiết bị dùng để chụp ảnh vi cấu trúc bề mặt với độ phóng đại gấp nhiều lần so với kính hiển vi quang học bước sóng chùm tia điện tử nhỏ gấp nhiều lần so với bước sóng vùng khả biến Việc tạo ảnh mẫu đươc thực thông qua việc ghi nhận phân tích xạ phát từ chùm điện tử với bề mặt mẫu 2.3.2 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRAY) Cấu trúc tinh thể chất quy định tính chất vật lý Do đó, nghiên cứu cấu trúc tinh thể phương pháp để nghiên cứu cấu trúc vật chất Ngày nay, phương 16 pháp dùng rộng rãi để xác định cấu trúc tinh thể học, thành phần pha mẫu nhiễu xạ tia X 2.3.3 Thiết bị từ kế mẫu rung (VSM) Từ kế mẫu rung (VSM) phát minh S.Fomer vào năm 1950 dùng phổ biến Đây phương pháp xác định mômen từ mẫu dựa vào suất điện động gây dịch chuyển tương đối mẫu cuộn dây cảm ứng Nguyên lý hoạt động VSM dựa nguyên tắc cảm ứng điện từ 17 CHƢƠNG - KẾT QUẢ Các mẫu sau chế tạo xác định tính chất với phép đo: + Vol-ampe vòng (CV): cho biết lắng đọng điện hoá dây + Từ kế mẫu rung: cho biết tính chất từ dây + Hiển vi điện tử quét: cho biết hình thái học dây + Hình ảnh XRD: cho biết cấu trúc tinh thể mẫu + Phổ tán sắc lượng tia X (EDS): cho biết thành phần dây Các số liệu thu được, phân tích nhờ sử dụng phần mềm sau: + Origin: xử lý kết từ kế mẫu rung (VSM) vol- ampe vòng (CV) + Matlab: thiết lập chương trình để tính toán vẽ hình phụ lực kháng từ vào chiều dài, đường kính dây khoảng cách dây Các kết thu sau: 3.1 Ảnh hƣởng độ pH lên tính chất dây nano CoPtP 3.1.1 Ảnh hƣởng độ pH lên lắng đọng điện hóa 18 Dung dịch CoPtP thay đổi giá trị pH khác nhau: pH=2,0; pH= 4,0; pH= 6,0 đo vol – ampe vòng (CV) với làm việc khoảng từ -1,5 V đến V việc Au điện cực so sánh Ag/ AgCl Kết thể hình 3.1 Hình 3.1 Kết đo CV dung dịch CoPtP với giá trị khác Điện tối ưu để trình lắng đọng CoPtP xảy tốt nằm khoảng từ -0,5 V đến -1 V 3.1.2 Kết đo hình thái học Kết thu từ ảnh SEM (hình 3.2) cho thấy, đường kính lỗ khuôn khoảng 100 nm 19 Hình ảnh SEM dây nano CoPtP với chiều dài dây khoảng µm đường kính dây khoảng 100 nm tương ứng với đường kính lỗ khuôn Từ kết ta nói chế tạo thành công dây nano CoPtP đế vàng 3.1.3 Ảnh hƣởng độ pH lên thành phần mẫu (EDS) Sử dụng mẫu có pH=6, sau ngâm mẫu chloroform để làm tan hết polycacbonate, sau phủ đế thuỷ tinh đo EDS Hình 3.5 Hình ảnh EDS dây nano CoPtP Các kết phân tích EDS cho thấy dây nano CoPtP có chứa Co, Pt, P số nguyên tố khác: Na, Cl, Ca, Si, Al, Mg Tại giá trị pH thấp, phần trăm nguyên tử Pt P nhiều so với phần trăm nguyên tử Pt P giá trị pH cao Điều cho thấy giá trị pH cao, pha CoPtP tồn nhiều tốt so với pha CoPtP pH thấp 20 3.1.4 Kết phân tích cấu trúc Phổ nhiễu xạ tia X dây nano CoPtP cho thấy vi cấu trúc tinh thể dây CoPtP cấu trúc lục giác xếp chặt với hướng tinh thể (002) 3.1.5 Kết đo từ kế mẫu rung 1.0 H song song víi d©y H vu«ng gãc víi d©y M/M15 kOe, T phßng 0.5 0.0 -0.5 pH = -1.0 -15000 -10000 -5000 5000 10000 15000 Tõ tr-êng H (Oe) Hình 3.7 Chu trình từ trễ dây nano CoPtP đo nhiệt độ phòng với giá trị pH=8 Các chu trình từ trễ cho thấy, tính dị hướng đơn trục dây thể rõ pH=4 với trục dễ từ hóa song song với trục dây Từ giá trị lực kháng từ thu từ chu trình từ trễ cho thấy dây nano CoPtP có tính từ cứng rõ rệt với lực kháng từ lớn, lên đến 3595 Oe pH=8 21 3.1.6 Ảnh hƣởng độ pH lên lực kháng từ Hc 4000 H song song víi d©y H vu«ng gãc víi d©y Lùc kh¸ng tõ HC (Oe) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 pH Hình 3.8 Sự phụ thuộc Hc vào độ pH Hình 3.8 cho thấy, lực kháng từ Hc phụ thuộc mạnh vào độ pH, lực kháng từ dây CoPtP tăng giá trị pH dung dịch lắng đọng điện hóa tăng (bảng 1) 3.2 Ảnh hƣởng số tham số lên tính chất từ dây nano CoPtP 3.2.1 Sự phụ thuộc lực kháng từ vào đƣờng kính dây nano từ tính Áp dụng mô hình tính toán, đồ thị mô tả phụ thuộc lực kháng từ dây nano từ vào đường kính dây nano thể đồ thị hình 3.9 Lực kháng từ giảm đường kính lớn, thay đổi lực kháng từ không nhiều, hay lực kháng từ không phụ thuộc mạnh vào đường kính dây nano Sự sai khác giải thích đường kính tăng dẫn tới dây có 22 chuyển đổi từ miền đơn sang miềm đa đômen làm giảm độ kháng từ dây nano có đường kính lớn [3] Các kết thực nghiệm dây nano CoPtP với đường kính khác cho thấy kết thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với kết lý thuyết Theo mô hình tính toán Sun cộng tồn bán kính tới hạn RC [22] RC  q A  M S2 Sử dụng giá trị từ độ bão hòa dây nano CoPtP, có thể tính toán Rc khoảng 145 nm, tương đương với đường kính 290 nm 3.2.2 Sự phụ thuộc lực kháng từ vào chiều dài dây nano từ tính Khi chiều dài dây nano từ tính tăng từ µm đến µm lực kháng từ tăng lên nhanh gần đạt giá trị bão hòa chiều dài dây lớn µm 3.2.3 Sự phụ thuộc lực kháng từ vào khoảng cách dây Từ đồ thị mô tả phụ thuộc lực kháng từ vào khoảng cách dâycho thấy, lực kháng từ không phụ thuộc nhiều vào khoảng cách dây, khoảng 3682 Oe, phù hợp với kết thực nghiệm 23 KẾT LUẬN  Đã chế tạo dây nano CoPtP với kết đáng ý sau:  Hình thái học dây nano CoPtP đồng với đường kính cỡ 100 nm chiều dài dây cỡ µm  Thành phần phần trăm nguyên tử dây nano phụ thuộc vào độ pH, đặc biệt pH = ta thu 53,4 % nguyên tử Co, 32,7 % nguyên tử Pt, 13,9 % nguyên tử P  Cấu trúc tinh thể dây CoPtP cấu trúc lục giác xếp chặt với hướng tinh thể (002)  Dây nano có tính dị hướng đơn trục rõ rệt  Lực kháng từ dây phụ thuộc mạnh vào độ pH đạt giá trị cao Hc = 3595 pH =  Ngoài tính dị hướng dây chuyển từ dị hướng song song với trục dây sang vuông góc với trục dây đường kính dây tăng, giá trị tới hạn đường kính khoảng 290 nm  Các tính toán phụ thuộc lực kháng từ Hc vào đường kính, chiều dài dây khoảng cách dây thực với kết tương đương với giá trị thực nghiệm 24 [...]... những công trình nghiên cứu về dây nano CoPtP, trong đó có cả dây nano đơn đoạn CoPtP và dây nano đa đoạn như CoPtP/ Ag [23] Một số tính chất từ và hình thái học của dây cũng đã được khảo sát, các kết quả cho thấy dây nano CoPtP có tính từ cứng rõ rệt với lực kháng từ lớn 12 Hình 1.14 (a) Hình ảnh FE-SEM của dây nano CoPtP sau khi đã loại bỏ đế (b) Đường cong từ trễ của dây nano CoPtP với từ trường đặt... bị đắt tiền, không đòi hỏi nhiệt độ cao, hoặc chân không cao Chế tạo các dây nano có tốc độ lắng đọng nhanh, phương pháp này cũng không tốn thời gian Chính vì vậy, luận văn này tập trung vào việc chế tạo dây nano từ cứng CoPtP bằng phương pháp lắng đọng điện hóa và nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH, đường kính dây lên tính chất từ của dây nano CoPtP 2.3 Một số phƣơng pháp phân tích mẫu 2.3.1 Phép đo hiển... liệu CoPtP đã được một số các nhóm nghiên cứu và ứng dụng vào các thiết bị ghi từ siêu cao và trong các hệ vi cơ điện tử (MEMS) [23] bởi tính chất lực kháng từ và từ độ rất cao của nó Đó cũng là lí do tại sao luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo vật liệu CoPtP để tìm hiểu tính chất từ cứng của vật liệu này và nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH và đường kính dây lên tính chất từ của dây nano CoPtP. .. khoảng cách giữa các dâycho thấy, lực kháng từ không phụ thuộc nhiều vào khoảng cách giữa các dây, khoảng 3682 Oe, phù hợp với kết quả thực nghiệm 23 KẾT LUẬN  Đã chế tạo được các dây nano CoPtP với các kết quả đáng chú ý sau:  Hình thái học của các dây nano CoPtP là khá đồng nhất với đường kính cỡ 100 nm và chiều dài dây cỡ 5 µm  Thành phần phần trăm nguyên tử của các dây nano phụ thuộc vào độ... mạnh vào độ pH, trong đó lực kháng từ của dây CoPtP tăng khi giá trị pH của dung dịch lắng đọng điện hóa tăng (bảng 1) 3.2 Ảnh hƣởng của một số tham số lên tính chất từ của dây nano CoPtP 3.2.1 Sự phụ thuộc của lực kháng từ vào đƣờng kính dây nano từ tính Áp dụng mô hình tính toán, đồ thị mô tả sự phụ thuộc của lực kháng từ của dây nano từ vào đường kính của dây nano như thể hiện trên đồ thị hình 3.9... học Kết quả thu được từ ảnh SEM (hình 3.2) cho thấy, đường kính của lỗ khuôn khoảng 100 nm 19 Hình ảnh SEM của dây nano CoPtP với chiều dài dây khoảng 5 µm và đường kính dây khoảng 100 nm tương ứng với đường kính của lỗ khuôn Từ kết quả trên ta có thể nói rằng đã chế tạo thành công dây nano CoPtP trên đế vàng 3.1.3 Ảnh hƣởng của độ pH lên thành phần của mẫu (EDS) Sử dụng mẫu có pH=6, sau khi ngâm mẫu... bão hòa của các dây nano CoPtP, có thể có thể tính toán Rc là khoảng 145 nm, tương đương với đường kính 290 nm 3.2.2 Sự phụ thuộc của lực kháng từ vào chiều dài dây nano từ tính Khi chiều dài dây nano từ tính tăng từ 1 µm đến 5 µm thì lực kháng từ tăng lên rất nhanh và gần như đạt giá trị bão hòa khi chiều dài dây lớn hơn 8 µm 3.2.3 Sự phụ thuộc của lực kháng từ vào khoảng cách giữa các dây Từ đồ thị... mỏng CoPtP Trên thế giới, quá trình lắng đọng điện hoá của hợp chất CoPtP trong dung dịch có tính axit đã được nghiên cứu Thành phần, cấu trúc, và các tính chất từ của màng mỏng phụ thuộc nhiều vào các tham số như nhiệt độ, độ pH và thành phần của dung dịch Các kết quả cho thấy, hợp chất CoPtP có tính từ cứng rất rõ nét [21] 1.4.3 Giới thiệu về dây nano CoPtP Trên thế giới cũng đã có những công trình nghiên. .. nguyên tử P  Cấu trúc tinh thể của dây CoPtP là cấu trúc lục giác xếp chặt với hướng tinh thể là (002)  Dây nano có tính dị hướng đơn trục rõ rệt  Lực kháng từ của dây phụ thuộc mạnh vào độ pH và đạt giá trị cao nhất Hc = 3595 tại pH = 8  Ngoài ra tính dị hướng của dây chuyển từ dị hướng song song với trục của dây sang vuông góc với trục của dây khi đường kính của dây tăng, và giá trị tới hạn là đường... tích cấu trúc Phổ nhiễu xạ tia X của dây nano CoPtP cho thấy vi cấu trúc tinh thể của dây CoPtP là cấu trúc lục giác xếp chặt với hướng tinh thể là (002) 3.1.5 Kết quả đo từ kế mẫu rung 1.0 H song song víi d©y H vu«ng gãc víi d©y M/M15 kOe, T phßng 0.5 0.0 -0.5 pH = 8 -1.0 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 Tõ tr-êng H (Oe) Hình 3.7 Chu trình từ trễ của dây nano CoPtP đo ở nhiệt độ phòng với các giá