CẤU TRÚC TINH THỂ và TÍNH CHẤT từ của hợp CHẤT từ NHIỆT với cấu TRÚC LOẠI nazn13

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Hoa CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỢP CHẤT TỪ NHIỆT VỚI CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Hoa CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỢP CHẤT TỪ NHIỆT VỚI CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ THỊ KIM ANH Hà Nội – 2014 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Lời cảm ơn! Lời đầu tiên, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Thị Kim Anh, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đặc biệt tới thầy cô Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp – Khoa Vật lý cung cấp cho em kiến thức, kỹ làm nghiên cứu khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành luận văn Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè giúp đỡ em thời gian học tập thời gian làm luận văn Luận văn hỗ trợ Đề tài Đại học Quốc gia, mã số QG.14.16 Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Hoa Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG - MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Cấu trúc tinh thể hệ hợp chất La(Fe1-xMx)13 1.2 Tính chất từ hệ hợp chất La(Fe1-xMx)13 .5 1.3 Hiệu ứng từ nhiệt ứng dụng Error! Bookmark not defined 1.4 Một số lý thuyết liên quan Error! Bookmark not defined 1.5 Các phương pháp xác định hiệu ứng từ nhiệt: Error! Bookmark not defined CHƢƠNG - PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1 Chế tạo mẫu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Phương pháp nóng chảy hồ quang Error! Bookmark not defined 2.1.2 Quy trình nấu mẫu Error! Bookmark not defined 2.1.3 Ủ nhiệt Error! Bookmark not defined 2.2 Các phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Nhiễu xạ bột tia X Error! Bookmark not defined 2.2.2 Giao thoa kế lượng tử siêu dẫn (SQUID) Error! Bookmark not defined CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Cấu trúc tinh thể hợp chất La(Fe1-xSix)13 Error! Bookmark not defined 3.1.1 Ảnh hưởng điều kiện ủ lên hình thành pha 1:13 Error! Bookmark not defined 3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ Si lên cấu trúc 1:13 Error! Bookmark not defined 3.2 Ảnh hưởng nồng độ Si lên tính chất từ hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13 Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO .7 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ Bảng 1.1 Vị trì nguyên tử cấu trúc loại NaZn13 hợp chất LaCo13 Bảng 1.2 Một số thông số nhiệt độ chuyển pha Curie hiệu ứng từ nhiệt hợp chất La(Fe1-xAlx)13 La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 Bảng 3.1 Hằng số mạng, nhiệt độ Curie mômen từ bão hòa hợp chất La(Fe1-xSix)13 với x = 0,12; 0,14, 0,15; 0,18 0,21 Error! Bookmark not defined Hính 1.1: Cấu trúc lập phƣơng NaZn13: (a) cấu trúc tinh thể (b) cấu trúc ô đơn vị Hính 1.2: Cấu trúc tứ diện Hính 1.3: Đồ thị mô tả nửa độ rộng lớn với giá trị ΔSm khác Error! Bookmark not defined Hính 1.4: (a) Sự xếp mômen từ vật liệu từ giả bền: dƣới tác dụng từ trƣờng (b) Đƣờng cong từ hóa vật liệu từ giả bền Error! Bookmark not defined Hính 1.5: Đồ thị biển diễn phụ thuộc lƣợng tự vào từ độ Error! Bookmark not defined Hính 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ nấu mẫu phƣơng pháp nóng chảy hồ quang Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp Error! Bookmark not defined Hính 2.2: Minh họa vùng hồ quang Error! Bookmark not defined Hính 2.3: Sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động phƣơng pháp nhiễu xạ tia X Error! Bookmark not defined Hính 2.4: (a) Sơ đồ buồng mẫu thiết bị đo hệ số cảm từ SQUID (b) Cuộn dây đo độ cảm xoay chiều (c) Sơ đồ buồng đo từ kế SQUID Error! Bookmark not defined Hính 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X hợp chất La(Fe1-xSix)13 với x = 0,12; 0.14; 0,15; 0,18; 0,21 chƣa qua xử lý nhiệt Error! Bookmark not defined Hính 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X hợp chất La(Fe1-xSix)13 với x = 0,12 trƣớc sau ủ điều kiện khác Error! Bookmark not defined Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Hính 3.3: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu La(Fe0,86Si0,14)13 điều kiện ủ khác Error! Bookmark not defined Hính 3.4: Phổ nhiễu xạ tia X hợp chất La(Fe0,79Si0,21)13 điều kiện ủ khác Error! Bookmark not defined Hính 3.5: Sự phụ thuộc số mạng vào nồng độ Si hợp chất La(Fe1-x Six )13 Error! Bookmark not defined Hính 3.6: (a) Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ từ trƣờng H = kOe (b) đƣờng cong từ hóa nhiệt độ T = 1,8 K hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.7: Sự phụ thuộc vào nồng độ Si nhiệt độ Curie (a) mômen từ bão hòa (b) hợp chất La(Fe1-xSix)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.8: Đƣờng cong từ hóa hợp chất La(Fe0,82Si0,18)13 (a) La(Fe0,79Si0,21)13 (b) T = 1,8 K T = 300 K Error! Bookmark not defined Hính 3.9: (a) Các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt (b) đƣờng Arrott plots nhiệt độ khác hợp chất La(Fe0,88Si0,12)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.10: Các đƣờng Arrott plots nhiệt độ khác hợp chất La(Fe0,85Si0,15)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.11: Các đƣờng Arrott plots nhiệt độ khác hợp chất La(Fe0,82Si0,18)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.12: Sự phụ thuộc biến thiên entropy từ vào nhiệt độ hợp chất La(Fe0,88Si0,12)13 Error! Bookmark not defined Hính 3.13: Sự phụ thuộc biến thiên entropy từ vào nhiệt độ hợp chất La(Fe0,88Si0,12)13 biến thiên (a) H = T (b) H = T Error! Bookmark not defined Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa MỞ ĐẦU Hiệu ứng từ nhiệt (MCE) nghiên cứu từ khoảng 130 năm trước Warburg lần khám phá hiệu ứng kim loại đặt từ trường vào năm 1881 Vào năm 1930, chu trình làm lạnh người ta sử dụng vật liệu Hidrô Hêli [17-18] Năm 1976, Brown lần tìm thấy làm lạnh từ nhiệt độ phòng kim loại đất Gd Xuất phát từ chất bên vật liệu từ, hiệu ứng từ nhiệt biến đổi nhiệt độ vật liệu từ tác dụng từ trường trình đoạn nhiệt biến đổi entropy vật liệu biến đổi từ trường trình đẳng nhiệt Trong năm gần đây, hiệu ứng từ nhiệt ứng dụng để làm lạnh đạt đến nhiệt độ phòng Năm 1997, Mỹ máy làm lạnh từ thử nghiệm sử dụng kim loại Gd tác nhân làm lạnh từ chạy suốt 14 năm đạt công suất cỡ 600W [12] Cũng năm này, hai nhà vật lý người Mỹ K.A Gschneidner V.A Pecharsky công bố hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ hợp chất Gd5(Si1-xGex)4 (với 0,05 ≤ x ≤ 0,5) [15] Vật liệu có MCE lớn gấp lần so với kim loại Gd Điều mở cho nhà khoa học hướng nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt kỹ thuật làm lạnh từ vật có chuyển pha từ gần nhiệt độ phòng Việc nghiên cứu để chế tạo vật liệu có MCE lớn mà có nhiệt độ chuyển pha từ gần với vùng ứng dụng sử dụng từ trường thấp, độ rộng thay đổi entropy từ nhỏ (tính đơn pha cao) vấn đề thu hút ý nhà khoa học giới Công nghệ làm lạnh từ không sử dụng loại hóa chất độc hại với môi trường Một khác biệt then chốt thiết bị làm lạnh theo chu trình nén khí với thiết bị làm lạnh từ lượng nhiệt hao phí tránh chu trình làm lạnh Hiệu suất làm lạnh kỹ thuật làm lạnh từ cho thấy đạt đến 60% giới hạn lý thuyết thiết bị làm lạnh theo chu trình nén khí đạt khoảng 40% Trong số vật liệu nghiên cứu như: hợp chất perovskite La1-xCaxMnO3 La1-xSrxCoO3 [13] xem vật liệu đầy tiềm ứng Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa dụng kỹ thuật làm lạnh từ giá thành thấp, công nghệ chế tạo đơn giản hiệu ứng từ nhiệt lớn Song song với trình phát triển việc nghiên cứu MCE loại vật liệu từ khác, vật liệu từ nhiệt có chuyển pha bậc Gd5(Si1-xGex)4 [15], La(Fe1-xMx)13 [1], MnAs, MnFe(P1-xAsx) [8], hợp kim Heusler,…[11] thu hút ý MCE chúng lớn Trong số loại vật liệu đó, hợp chất giả lưỡng nguyên La(Fe1-xMx)13 xuất phát từ vật liệu hai nguyên loại LaT13 với cấu trúc lập phương loại NaZn13 ổn định nhờ việc thay phần Fe kim loại M Si, Al, Co, … Tính chất từ hệ hợp chất phụ thuộc mạnh vào nguyên tố thay thế, nồng độ M độ đơn pha mẫu Trên sở đó, luận văn tập trung nghiên cứu vào công nghệ chế tạo mẫu với cấu trúc loại NaZn13, ảnh hưởng thay Si vào vị trí Fe lên cấu trúc tính chất từ hệ vật liệu La(Fe, Si)13 Luận văn bao gồm phần sau: Mở đầu Chƣơng I: Một số tính chất đặc trƣng hệ vật liệu từ nhiệt có cấu trúc loại NaZn13 Chƣơng II: Phƣơng pháp thực nghiệm Chƣơng III: Kết thảo luận Kết luận Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa CHƢƠNG MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Cấu trúc tinh thể hệ hợp chất La(Fe1-xMx)13 Hợp chất liên kim loại R(Fe,M)13 (R = La, Nd; M = Si, Co, Al) nghiên cứu nhiều Thực tế hợp chất có hàm lượng kim loại chuyển tiếp cao hợp chất đất – kim loại chuyển tiếp Một chủ đề hấp dẫn hợp chất từ tính liên kết kim loại hợp chất La(Fe1-xSix)13 có cấu trúc lập phương đặc trưng NaZn13 - kiểu cấu trúc thuộc nhóm không gian Fm3c Trong cấu trúc này, ion Na nằm vị trí 8a có ion Zn nằm vị trí 8b 96i, ô nguyên tố chứa đơn vị công thức NaZn13 [14] Kiểu cấu trúc lập phương NaZn13 thấy trường hợp chất nhị nguyên đất – kim loại chuyển tiếp, hợp chất LaCo13 (Hình 1) Hơn nữa, hợp chất hàm lượng kim loại chuyển tiếp cao hợp chất đất - kim loại chuyển tiếp mà dự kiến mômen từ cao nguyên tử Trong hợp chất liên kim loại LaCo13, mômen từ lớn nhiệt độ Curie cao (4πMs = 13kG, TC = 1290 K) Các vị trí nguyên tử Co La đưa Bảng 1, nguyên tử Co chiếm hai vị trí khác theo tỉ lệ CoI : CoII = : 12 [12] Bảng 1.1 Vị trì nguyên tử cấu trúc loại NaZn13 hợp chất LaCo13 Nguyên tử Vị trí 8La  (1/4, 1/4, 1/4) 8CoI (0, 0, 0); (1/2, 1/2, 1/2) 96CoII  (0, y, z);  (1/2, z, y) y = 0,112; z = 0,178 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Mỗi nguyên tử CoI bao quanh 12 nguyên tử CoII có đối xứng không gian giống lập phương tâm mặt (fcc) Và nguyên tử La có 24 nguyên tử CoII gần Trên thực tế không tồn hợp chất LaFe13 với cấu trúc lập phương loại NaZn13 Tuy nhiên, pha 1:13 La với Fe tạo thành thay phần Fe kim loại khác Si, Co, Al, … Như vậy, lượng nhỏ nguyên tố thứ ba tạo hợp chất giả nhị nguyên với cấu trúc 1:13 Trong trường hợp La(Fe1xSix)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(Fe1-xSix)13 biểu cấu trúc tứ diện giống với cấu trúc lập phương loại NaZn13 [18] Hay nói cách khác, ổn định hệ nhị nguyên đất – kim loại chuyển tiếp với cấu trúc lập phương loại NaZn13 thay nguyên tử FeII kim loại thứ ba Cấu trúc kiểu NaZn13 hình thành thay phần kim loại La nguyên tố đất khác hệ La0,7Ry(Fe0,.88Si12)13 với R = Nd, Pr Gd y = 0,2 [12] Hính 1.1: Cấu trúc lập phƣơng NaZn13: (a) cấu trúc tinh thể (b) cấu trúc ô đơn vị Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Na ZnI Zn II Hính 1.2: Cấu trúc tứ diện Loại cấu trúc tứ diện có ô nguyên tố dịch chuyển dọc theo trục z từ cấu trúc lập phương NaZn13 minh họa hình 1.2 Các ô lập phương kéo theo trục z để tạo thành ô tứ diện qua mối quan hệ: x’ = x + y – y’ = y – x z’ = z (1.1) Trong đó: x’, y’, z’ tọa độ phân tử cấu trúc tứ diện; x, y, z tọa độ phân tử cấu trúc lập phương Mối quan hệ số mạng cấu trúc tứ diện lập phương: a a tet  cub , c tet  ccub (1.2) 1.2 Tính chất từ hệ hợp chất La(Fe1-xMx)13 Tính chất từ hợp chất La(Fe1-xMx)13 phụ thuộc mạnh vào hai yếu tố nguyên tố M nồng độ nguyên tố M hợp chất Với M = Al, trạng thái từ hợp chất La(Fe1-xAlx)13 vật liệu sắt từ với 0,14 ≤ x ≤ 0,38; vật Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa liệu phản sắt từ với 0,08 ≤ x ≤ 0,13 [15] Trạng thái từ hợp chất La(Fe1-xAlx)13 ổn định 0,08 ≤ x ≤ 0,54 giá trị lớn TC loại hợp chất lên tới 250 K sau giảm dần [18] Khi nồng độ Fe tăng nhiệt độ chuyển pha Curie TC giảm mômen từ bão hòa Ms tăng Trong hợp chất sắt từ La(Fe1-xMx)13 biểu tính chất từ giả bền điện tử linh động Tính chất ảnh hưởng mạnh đến hiệu ứng từ nhiệt, hiệu ứng từ thể tích, từ giảo khổng lồ số tính chất khác vật liệu Các thông số từ hệ hợp chất La(FexSi1-x)13 thống kê Bảng 1.2 [14] So với hợp chất ban đầu LaCo13, việc thay Co Fe Si làm giảm nhiệt độ chuyển pha TC cách đáng kể đồng thời làm tăng mômen từ Bảng 1.2 Một số thông số nhiệt độ chuyển pha Curie hiệu ứng từ nhiệt hợp chất La(Fe1-xAlx)13 La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 [14] Các hợp chất TC (K) LaFe11,12Co0,71Al1,17 279 4,6 LaFe11,12Co0,71Al1,17 279 9,1 LaFe10,88Co0,95Al1,17 303 4,5 LaFe10,88Co0,95Al1,17 303 9,0 La(Fe0,98Co0,02)11,7Al1,3 203,00 10,65 La(Fe0,96Co0,04)11,7Al1,3 243,62 9,38 La(Fe0,94Co0,06)11,7Al1,3 277,78 9,00 La(Fe0,92Co0,08)11,7Al1,3 308,80 8,33 La(Fe0,98Co0,02)11,7Al1,3 197,00 5,93 La(Fe0,96Co0,04)11,7Al1,3 237,96 4,80 La(Fe0.94Co0,06)11,7Al1,3 277,78 4,50 La(Fe0,92Co0,08)11,7Al1,3 307,41 4,18 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Trong hợp chất La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 nhiệt độ TC tăng dần đạt giá trị lớn cỡ nhiệt độ phòng nồng độ Co tăng từ x = 0,02 đến 0,08 Đồng thời độ biến thiên entropy từ giảm nhẹ tăng nồng độ Co TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đỗ Thị Kim Anh Nguyễn Phú Thùy, Cấu trúc tinh thể hiệu ứng từ nhiệt hệ vật liệu có chuyển pha từ giả bền, Hội nghị Khoa học nữ lần thứ 6, Hà Nội 12/2001, 1-7 Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật liệu từ liên kim loại, NXB ĐHQG Hà Nội Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật lý chuyển pha, NXB ĐHQG Hà Nội Phạm Hồng Quang (2007), Các phép đo từ, NXB ĐHQG Hà Nội Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý tƣợng từ, NXB ĐHQG Hà Nội Vũ thị Hoàng Yến (2010), Ảnh hƣởng thay Si cho Fe lên cấu trúc số tình chất vật lý hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh A Fujita, S Fujieda, K Fukamichi (2007), Relative cooling power of after controlling the Curie temperature by hydrogenation and partial substitution of Ce, J Magn Magn Mater 310 (2007) e1006–e1007 A Fujita, S Fujieda, Y Hasegawa, K Fukamichi, Itinerant-electron metamagnetic transition and large magnetocaloric effects in compounds and their hydrides, Phys Rev B 67 (2003) 104416 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa B.F.Yu, Q Gao, B Zhang, X Z Meng, Z Chen, Review on research of room temperature magnetic refrigeration, International of Refrigeration 26 (2003), 622 10 D.T Kim Anh, N.P Thuy, N.H Duc, T.T Nhien and N.V Nong, Magnetism and magnetocaloric effect in La1-yNdy(Fe0.88Si0.12)13 compounds, J Magn Magn Mater., 262 (2003) 427-431 11 Do Thi Kim Anh, Vuong Van Hiep (2012), Samples preparation, structure and magnetic properties of La(Fe1-xSix)13 compounds, VNU Journal of Science, Mathematics – Physics 28, No.15 (2012) 1-5 12 E Bruck, Developments in magnetocaloric refrigeration, J Phys D Appl Phys 38 (2005) R381 13 FU Bin, LONG Yi, SHI Puji, BAO Bo, ZHANG Min, CHANG Yongqin, YE Rongchang, Effect of praseodymium and cobalt substitution on magnetic properties and structures in La(Fe1-xSix)13 compounds, Journal of Rare Earths, Vol 28, No 4, Aug 2010, p 611 14 Karl G Sandeman, Magnetocaloric materials: The search for new systems, Scripta Materialia 67 (2012) 566–571 15 Palstra T T M, Nieuwenhuys G J, Mydosh J A and Buschow K H, Rare-earth transition-metal intermetallics: Structure-bonding-property relationships, J Phys Rev B 31 (1985) 4622 16 T.Y Zhao, L Jia, J.R Sun, J Shen, B Gao, H.W Zhang, F.X Hu and B.G Shen, Influence of interstitial and substitutional atoms on the crystal structure of La(FeSi)13, J Alloys Compd 509 (2011) 5804-5809 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa 17 V.K Pecharsky, K.A Gschneidner Jr (1999), Magnetocaloric effect from indirect measurements: Magnetization and heat capacity, J Appl Phys Vol 86 (1999), pp 565 18 V.K Pecharsky, K.A Gschneidner Jr (1999), Magnetocaloric effect from indirect measurements: Magnetization and heat capacity, J Appl Phys Vol 86 (1999), pp 565 19 Warburg, E Magnetische Untersuchungen I Über einige Wirkungen der Coërcitivkraft Ann, Phys 13 (1881) 141-164 Ngành Vật lý Nhiệt Khóa 2011-2013 [...]... 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: a a tet  cub , 2 c tet  ccub (1.2) 1.2 Tính chất từ của hệ hợp chất La(Fe1-xMx)13 Tính chất từ của hợp chất La(Fe1-xMx)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. .. hòa Ms tăng Trong hợp chất sắt từ La(Fe1-xMx)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 Các thông số từ của hệ hợp chất La(FexSi1-x)13 được thống kê trong Bảng 1.2 [14] So với hợp chất ban đầu LaCo13, việc thay thế Co bởi Fe và Si đã làm giảm nhiệt độ chuyển pha... như trong hệ La0,7Ry(Fe0,.88Si12)13 với R = Nd, Pr và Gd khi y = 0,2 [12] Hính 1.1: Cấu trúc lập phƣơng NaZn13: (a) cấu trúc tinh thể và (b) cấu trúc của một ô đơn vị Ngành Vật lý Nhiệt 4 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Na ZnI Zn II Hính 1.2: Cấu trúc tứ diện đều Loại cấu trúc tứ diện đều có ô nguyên tố dịch chuyển dọc theo trục z từ cấu trúc lập phương NaZn13 như minh họa trong hình 1.2... độ Si tăng (0,24 ≤ x ≤ 0,38), hợp chất La(Fe1-xSix)13 biểu hiện cấu trúc tứ diện đều giống với cấu trúc lập phương loại NaZn13 [18] Hay nói cách khác, chúng ta có thể ổn định hệ nhị nguyên đất hiếm – kim loại chuyển tiếp với cấu trúc lập phương loại NaZn13 khi thay thế nguyên tử FeII bởi kim loại thứ ba Cấu trúc kiểu NaZn13 cũng được hình thành khi thay thế một phần kim loại La bởi nguyên tố đất hiếm... liệu sắt từ với 0,14 ≤ x ≤ 0,38; và là vật Ngành Vật lý Nhiệt 5 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa liệu phản sắt từ với 0,08 ≤ x ≤ 0,13 [15] Trạng thái từ trong hợp chất La(Fe1-xAlx)13 được ổn định khi 0,08 ≤ x ≤ 0,54 và giá trị lớn nhất của TC trong các loại hợp chất có thể lên tới 250 K và sau đó giảm dần [18] Khi nồng độ Fe tăng thì nhiệt độ chuyển pha Curie TC giảm và mômen từ bão hòa... (fcc) Và mỗi nguyên tử La có 24 nguyên tử CoII gần nhất Trên thực tế không tồn tại hợp chất LaFe13 với cấu trúc lập phương loại NaZn13 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 Trong trường hợp La(Fe1xSix)13, pha 1:13 ổn định với. .. 4,18 Ngành Vật lý Nhiệt 6 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Hoa Trong các hợp chất La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 nhiệt độ TC tăng dần và đạt giá trị lớn nhất cỡ nhiệt độ phòng khi nồng độ Co tăng từ x = 0,02 đến 0,08 Đồng thời độ biến thiên entropy từ giảm nhẹ khi tăng nồng độ Co TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Đỗ Thị Kim Anh và Nguyễn Phú Thùy, Cấu trúc tinh thể và hiệu ứng từ nhiệt trong hệ vật... với hợp chất ban đầu LaCo13, việc thay thế Co bởi Fe và Si đã làm giảm nhiệt độ chuyển pha TC một cách đáng kể và đồng thời làm tăng mômen từ Bảng 1.2 Một số thông số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong các hợp chất La(Fe1-xAlx)13 và La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 [14] Các hợp chất TC (K) LaFe11,12Co0,71Al1,17 279 2 4,6 LaFe11,12Co0,71Al1,17 279 5 9,1 LaFe10,88Co0,95Al1,17 303 2 4,5 LaFe10,88Co0,95Al1,17... pha từ giả bền, Hội nghị Khoa học nữ lần thứ 6, Hà Nội 12/2001, 1-7 2 Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật liệu từ liên kim loại, NXB ĐHQG Hà Nội 3 Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật lý chuyển pha, NXB ĐHQG Hà Nội 4 Phạm Hồng Quang (2007), Các phép đo từ, NXB ĐHQG Hà Nội 5 Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý các hiện tƣợng từ, NXB ĐHQG Hà Nội 6 Vũ thị Hoàng Yến (2010), Ảnh hƣởng của sự thay thế Si cho Fe lên cấu trúc và một... Các phép đo từ, NXB ĐHQG Hà Nội 5 Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý các hiện tƣợng từ, NXB ĐHQG Hà Nội 6 Vũ thị Hoàng Yến (2010), Ảnh hƣởng của sự thay thế Si cho Fe lên cấu trúc và một số tình chất vật lý trong hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh 7 A Fujita, S Fujieda, K Fukamichi (2007), Relative cooling power of after controlling