DSpace at VNU: Ứng dụng hàm Block trong nghiên cứu một số tính chất của vật liệu cấu trúc perovskite

Ứng dụng hàm Block nghiên cứu số tính chất vật liệu cấu trúc perovskite Phạm Thị Thu Lương Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt; Mã số 60 44 09 Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Huy Sinh Năm bảo vệ: 2014 Abstract Nghiên cứu số vấn đề perovskite LaMnO3 Cấu trúc lý tưởng vật liệu perovskite manganite LaMnO3.Trường bát điện MnO6 ảnh hưởng lên tính chất vật lý hệ vật liệu Perovskite manganite Sự tách mức lượng trường bát diện Hiệu ứng từ trở khổng lồ Perovskite manganite Hiện tượng méo mạng Perovskite manganite-Hiệu ứng Jahn-Teller Tương tác trao đổi Tìm hiểu giản đồ- trật tự điện tích hợp chất Lý thuyết Block Phương Pháp thực nghiệm: Quy trình chế tạo mẫu; Các Phép đo nghiên cứu tính chất vật liệu; Phép đo nhiễu xạ tia X (tia rơnghen); Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM); Phép đo từ độ; Đo điện trở từ trường phương pháp bốn mũi dò; Phép đo điện trở phụ thuộc nhiệt độ; Phép đo từ trở Keywords Vật lý; Vật lý nhiệt; Vật liệu cấu trúc; Hàm Block Content MỞ ĐẦU Vật liệu Perovskite vật liệu nhà vật lý giới Việt Nam quan tâm với tính chất vơ q báu Đặc biệt việc khám phá hiệu ứng từ trở khổng lồ hợp chất manganite mở hướng nghiên cứu thú vị [2] Những hợp chất xuất nhiệt độ chuyển pha kim loại - điện môi/bán dẫn TP nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ Tc (Tc > TP) Đặc tính vật liệu từ trở mẫu (CMR) lớn gần nhiệt độ TP Năm 1951 Zener sử dụng mơ hình tương tác trao đổi kép DE để giải thích hiệu ứng từ trở khổng lồ (CMR) Trong mơ hình này, độ dẫn thiết lập cho điện tử linh động (d) nhảy từ trạng thái eg ion Mn3+ sang trạng thái eg ion Mn4+ Đồng thời điện tử tương tác trao đổi mạnh với điện tử định xứ nằm quỹ đạo t 2g hình thành nên trật tự sắt từ Tuy nhiên để giải thích rõ ràng, đầy đủ hiệu ứng CMR Managanite có mơ hình DE chưa đủ Để hiểu thêm hiệu ứng nhiều tác giả cho tương quan điện tử - phonon, méo mạng Jahn - Teller, hiệu ứng polaron ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất vật liệu Perovskite manganite Nghiên cứu ảnh hưởng việc thay nguyên tố đất (R) manganite (ABO3) đề tài nghiên cứu hấp dẫn Vì Mn tác động trực tiếp tới tương tác trao đổi ảnh hưởng việc thay Mn cho nguyên tố khác đáng kể Đặc biệt thay trực tiếp nguyên tố kim loại chuyển tiếp Fe, Co, Ni… cho Mn hợp chất La2/3Ca1/3MnO3 thay gây ảnh hưởng rõ rệt tới tính chất điện từ vật liệu Khi pha tạp 5% nguyên tố kim loại chuyển tiếp vào vị trí Mn số tác giả tìm thấy tương quan số cực đại đường cong từ trở MR, thông số mạng bán kính ion nguyên tố thay Tuy nhiên kết nghiên cứu số tác giả khác cho thấy rằng: việc thay kim loại chuyển tiếp vào vị trí Mn làm thay đổi mạnh cấu trúc bát diện MnO6 bảo toàn cấu trúc Perovskite, chúng làm thay đổi góc liên kiết Mn - O - Mn khoảng cách trung bình liên kết Mn - O Khi nồng độ pha tạp thấp, việc thay vị trí Manganite luôn làm giảm nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (Tc) Khi nồng độ pha tạp cao, trạng thái sắt từ bị phá vỡ xuất trạng thái kết tinh cluster [6] Khi có pha tạp điện trở mẫu tăng lên, trạng thái kim loại yếu dần theo tăng nồng độ pha tạp trạng thái sắt từ tồn Vấn đề nhiều tác giả quan tâm pha tạp nguyên tố kim loại chuyển tiếp vào vị trí Mn từ trở (MR) tăng vùng nhiệt độ thấp MR lớn Sự thay đổi độ dài góc liên kết Mn - O - Mn thay cation La ion Ca hợp chất LaMnO3 coi yếu tố quan trọng việc xác định tính chất vật liệu Đây ảnh hưởng gián tiếp thông qua xếp bát diện MnO cấu trúc tinh thể Những kết gần cho biết thay trực tiếp Mn làm suy yếu tương tác DE phá hủy trạng thái sắt từ kim loại Để hiểu rõ điều này, luận văn chọn pha tạp trực tiếp 10% Zn (và 10% Cu) vào vị trí Mn hợp chất La2/3Ca1/3MnO3- để nghiên cứu vài tính chất vật lý sử dụng định luật Bloch để đánh giá cường độ tương tác trao đổi hệ hợp chất, từ giải thích thay đổi nhiệt độ chuyển pha sắt từ thuận từ Tc tăng nồng độ pha tạp kim loại chuyển tiếp (Zn Cu) vào vị trí Mn hệ perovskite La2/3Ca1/3MnO3- Luận văn trình bày với nội dung sau: Mở đầu Chương 1: Một số vấn đề vật liệu Perovskite Chương 2: Trình bày phương pháp thực nghiệm dùng để chế tạo mẫu phép đo nghiên cứu số tính chất vật liệu Chương 3: Trình bày kết nghiên cứu hợp chất La2/3Ca1/3Mn1x(TM)xO3- (TM = Zn Cu; x=0,00 x=0,10) Kết luận Tài liệu tham khảo Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Nguyễn Hữu Đức (2004), Vật liệu từ liên kim loại, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, trang 25, 223-224 Đỗ Hồng Minh, Nguyễn Huy Sinh, Nguyễn Anh Tuấn (2004), Phys and Engineering, Hạ long Tiếng anh Ahn K H., Liu K., Chien C L and Wu X W (1996), “Magnetic Properties and colossal mangnetoresistance of LaCaMnO3 materials doped with Fe’’, Phys Rev (B54), pp 15299-15302 Belous G A and Yanchevski Z O (2000), “Unusual substitutional properties of Cu in bulk polycrystalline samples”, Electronic properties of metals and alloys, (32), pp 366-371 Jonker G H and Santen J H (1950), “Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure “ , Physica, (16), pp 337-349 Khiem N V., Nam D N H., Phuc X N APPC, Taipei, TaiWan (2000), “Proc APPC2k”, Published of Word Scientific, pp 691 Micheal Ziese (2001), “Springer Verlag Berlin Heidelberg’’, Spin Electronics, pp 89116 8 Seong-cho Yu (2007), “Review of the magnetocalric effect in manganite materials’’, Journal of Magnetism and Magnetic Material, (308), pp 325-340 Shi I B., Chen Y C., Young S L, Chen H Z (2001), “Evolution of Magnetotransport Properties and Spin-Glass Behavior of the La0.7-xNdxPb0.3MnO3 System ’’, The Japan Society of Applied Physics, (16), pp 337-349 10 Sinha S K., Borovik-Romanov A S (1988), “Spin wave and Magnetic Excitation”, Elsevier Science Publishers, (B10), pp.251-285 11 Snyder G., Beasley R., Hiskes R., Kicaroli S., Mand Geballe H T (1996) Phys Rev (B53), pp 14434 12 Zhang H C., Shen B G., Gu B X, Zhang S Y (1999), “ Low-temperature magnetic properties of R0.7Pb0.3MnO3 (R=Nd and La) single crystals”, ... phép đo nghiên cứu số tính chất vật liệu Chương 3: Trình bày kết nghiên cứu hợp chất La2/3Ca1/3Mn1x(TM)xO3- (TM = Zn Cu; x=0,00 x=0,10) Kết luận Tài liệu tham khảo Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO... Zn (và 10% Cu) vào vị trí Mn hợp chất La2/3Ca1/3MnO3- để nghiên cứu vài tính chất vật lý sử dụng định luật Bloch để đánh giá cường độ tương tác trao đổi hệ hợp chất, từ giải thích thay đổi nhiệt... liên kết Mn - O - Mn thay cation La ion Ca hợp chất LaMnO3 coi yếu tố quan trọng việc xác định tính chất vật liệu Đây ảnh hưởng gián tiếp thông qua xếp bát diện MnO cấu trúc tinh thể Những kết gần