Điều tra, nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý phục vụ công tác giáo dục, quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường ở quy mô cấp huyện lấy ví dụ huyện ba vì, h

ĐẠI HỌC QC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠĨ h ọ• c k h o a h ọ• c T ự • • NHIÊN ********* TÊN ĐÈ TÀI : CẠNH TRANH TƯƠNG TÁC VÀ s ự NHẢY ĐIỆN TỬ TRONG MỘT SỐ HỢP CHẤT PEROVSKITE MÃ SÓ: QT-09-10 C H Ủ TRÌ ĐÈ T À I : G S.TS N G U Y Ẻ N H U Y SIN H ewh0 couocgiaha c TRỤNỌJAMJHỔNGJỊỊ1 ỊH ĨM ^ Ũ Ũ 0ẾŨ 00006Ê HÀ NỘI - 2009 ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự• NHIÊN • • • ********* TÊN ĐÈ TÀI: CẠNH TRANH TƯƠNG TÁC VÀ s ự NHẢY ĐIỆN TỬ TRONG MỘT SÓ HỢP CHẤT PEROVSKITE MÃ SỎ: QT-09-10 C H Ủ TR Ì ĐẺ T À I : GS.TS N G U Y È N H U Y SINH C Á C CÁN B ộ T H A M GIA: TS N G U Y Ễ N A N H TU Á N NCV TR À N Đ ÌN H T H Ọ NCS v ủ V Ă N KHẢI H V C H N G Ô T H A N H T Â M H V C H N G U Y Ễ N M IN H T H Ú Y HÀ NỘI - 2009 Mục # lục • Báo cáo tóm tắt bàng tiếng Việt Báo cáo tóm tắt tiếng Anh Báo cáo đề tài: Mở đầu Nội dung chính: Sự nhảy điện tử cạnh tranh tương tác hợp chất perovskite - manganat Kết luận 14 Tài liệu tham khảo 14 Phụ lục Bản phơ-tơ bìa luận văn Thạc sĩ Khóa luận tốt nghiệp Đai học Bản phô-tô báo cáo khoa học sinh viên 10 Bản phô-tô báo đăng tạp chí khoa học 11 Tóm tắt cơng trình nghiên cứu khoa học cá nhân 12 Scientific Project 13 Phiếu đăng ký kết nghiên cứu khoa học, công nghệ 14 Bản phôtô Phiếu đăng ký đề tài nghiên cứu khoa học cấp Đại học Quốc gia năm 2009 15 Bản phôtô hợp đồng nghiên cứu khoa học Báo cáo tóm tắt tiếng Việt (từ 1-3 trang) Tên đê tài (hoặc dự án): Cạnh tranh tương tác nhảy điện tử sổ hợp chất perovskite Mã số: QT-09-10 Chủ trì đề tài (hoặc dự án): GS TS Nguyễn Huy Sinh Các cán tham gia: TS Nguỵễn Anh Tuấn NCV Trần Đình Thọ, NCS Vũ Văn Khải Học viên cao học: Ngô Thanh Tâm Học viên cao học: Nguyễn Minh Thúy Mục tiêu nội dung nghiên cứu: - Tập hợp tài liệu - Khảo sát hệ đo: chuẩn nhiệt độ đo nhiệt độ vùng nhiệt độ thấp - Tìm hiểu phép đo: điện trở, từ trở, từ nhiệt phép đo từ - Chế tạo phân tích cấu trúc hệ mẫu nghiên cứu: La|.xCaxMn ; Nd|.xSrxM n03; Lai;XPbxMni_y(TM)ỹo3 - Đo đạc thông số điện, từ, nhiệt Xử lý số liệu, tính tốn vẽ đồ thị - Viết báo cáo khoa học báo để công bố Các kết đạt được: + Ket khoa học: Đạt mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài + Ket ứng dụng (nếu có): + Ket cơng bố: báo đăng tạp chí khoa học tuyển tập hội nghị báo cáo khoa học Hội nghị Khoa học Sinh viên khoa Vật lý 1.Vũ Văn Khải, Ngô Thanh Tâm, Nguyễn Huy Sinh, Trần Đình Thọ Nghiên cứu tỉnh chất hợp chất Perovskite Nd! xSrxMn Tạp chí khoa học trường ĐH Sư Phạm HNII - số (2009) Đào Thị Hòa, Vũ Văn Khải, Nguyễn Huy Sinh, Nguyễn Thị Bích Ngọc Hiệu ứng từ nhiệt phép đo hiệu úng từ nhiệt Tạp chí Khoa học trường ĐH Sư Phạm HNII - số (2009) 3.Trịnh Thị Châm, Nguyễn Huy Sinh, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Minh Thúy Nhiệt độ tuyệt đối phép đo nhiệt độ Tạp chí Khoa học trường ĐH Sư Phạm HNII - số (2009) Vũ Văn Khải, Ngô Thanh Tâm, Nguyễn Huy Sinh, Trần Đình Thọ Tính chất điện từ cùa hợp chất Perovskite Ndj-xSrxMnOĩ Tuyển tập Hội nghị Vật lý chất rắn Toàn quốc lần VI (11-2009) + Kết đào tạo: - Hướng dẫn NCS: 01 (Vũ Văn Khải) - Luận văn thạc sĩ: 02 (Ngô Thị Phương Thủy, Nguyễn Thị Thương) - Khóa luận tốt nghiệp đại học: 05 (Trịnh Thị Châm, Đào Thị Hòa, Ngơ Thanh Tâm, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Nguyễn Minh Thúy) - Hướng dẫn sinh viên NCKH: 09 (Trịnh Thị Châm, Đào Thị Hịa, Ngơ Thanh Tâm, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Nguyễn Minh Thúy, Vũ Thị Hải Vân, Nguyễn Văn Tăng, Nguyễn Thị Tuyến, Nguyễn Lập Quyết) Đã có BCKH hội nghị khoa học sinh viên Khoa Vật lý 2009, có BCKH giải nhì) Tình hình kinh phí đề tài (hoặc dự án): Đã chi tiêu theo dự toán K H O A Q U Ả N LÝ C H Ủ TR Ì ĐỀ TÀI (K ý ghi rõ họ tên) /■ GS TS Nguyễn Huy Sinh T R Ư Ờ N G ĐẠI H Ọ C IO IO A H Ọ C T ự N H IÊ N mệu TrtựáKta Project Summary Name of Project: Interacting competition and hopping - electrons in some perovskite compounds Code: Q T - 09 -1 Principle Investigator: Prof Dr Nguyen Huy Sinh Projects applicants: Ph.D Nguyen Anh Tuan Reseacher Tran Đinh Tho, Ph D student Vu Van Khai MA students Ngo Thanh Tam Nguyen Minh Thuy Aim and main contents in Project: - Collection of the references - Investigation o f the measurements: set up the temperature calibration - To understand the temperature measurements at low temperature in range of77K - 300K -To understand the resistivity measurement, magnetoresistance and magnetocaloric effects and magnetic measurement methods - Preparation of samples for study which are including compounds: Lai xCaxM n03; Ndi.xSrxM n 3; Lai.xPbxMn 1_y(TM)y0 - Analysis of the structure for the samples and measured their any electric, magneto, and thermal properties -Treated an experiment data for calculation of lattice parameters and construction o f graphics - Written reports for the scientific conferences and papers for publication in scientific journals The obtained Results: + Scientific results: completed the aims and another tasks of the project + Results for application: + Publication results: 04 papers have been publicated and 03 reports have been presented at student’s Scientific Conference on faculty of Physics, College of Natural Science Vu Van Khai, Ngo Thanh Tam, Nguyen Huy Sinh, Tran Đình Thọ Abslut temperature and temperature measurement Published in scientific journal Pedogoic university II HN (2009) Đao Thi Hoa, Vu Van Khai, Nguyễn Huy Sinh, Nguyen Thi Bích Ngoe Electric and magnetic properties ofperovskite Ndi xSrxMnOi compound Published in Proceedings of th - National Solid State Physics Conference in Da Nang (11/2009) Trinh Thi Cham, Nguyen Huy Sinh, Nguyen Anh Tuan, Nguyen Minh Thuy Magneticaloric effect and its measurement Published in Scientific Journal of Pedogogic University II HN (2009) 4.Vu Van Khai, Ngô Thanh Tâm, Nguyen Huy Sinh, Tran Đinh Tho Study on properties o f perovskite Ndị.xSrxMnOĩ system Published in Scientific Journal of Pedogogic University II HN Training results: - The results of project will be associated to the Ph D thesis: 01 (Vu Van Khai) - Completed Master of Science Thesis: 02 (Ngo Thi Phương Thúy, Nguyen Thi Thương) - Completed graduate thesis: 05 (Trinh Thi Cham, Đao Thi Hoa, Ngo Thanh Tam, Nguyen Thi Bich Ngoc, Nguyen Minh Thuy) - Guider of scientific study for students: 09 (Trinh Thi Cham, Đao Thi Hoa, Ngo Thanh Tam, Nguyen Thi Bich Ngoc, Nguyen Minh Thuy, Vu Thi Hai Van, Nguyen Van Tang, Nguyen Thi Tuyen, Nguyen Lap Quyet) Financial situation: spent to the estimated expenditure in contract BÁO CÁO ĐÈ TÀI Mở đầu Đề tài “cạnh tranh tương tác nhảy điện tử số hợp chất perovskite” mang mã số QT-09-10 thực từ tháng 4/2009 thời hạn 12 tháng Ngồi chủ trì đề tài, cịn có cán tham gia có Tiến sĩ, học viên cao học học viên cao học Mục tiêu nội dung đề tài trình bày cụ thể trang Báo cáo tổng kết đề tài chia làm phần: Phần 1: Tổng quan Phần 2: Nội dung nghiên cứu “Sự nhảy điện tử cạnh tranh tương tác hợp chất perovskite- manganate” Phần 3: Kết luận Cuối tài liệu tham khảo Những minh chứng cho kểt trình thực đề tài trình bày phụ lục Phần l Tồng quan Các hợp chất mangan gốc không pha tạp LaMn , PrM n0 N dM n0 chất điện môi nhiệt độ có ký hiệu chung A B O Ví dụ LaM n0 khe quang học cỡ 1,1 ev Các oxit chịu chuyển pha phản sắt từ (AFM) nhiệt độ Neel với TN « 150K Trật tự AFM thuộc loại A, loại lớp xếp sắt từ cặp phản sắt từ Bản chất điện môi hợp chất gốc tương tác từ dị hướng liên quan đến cấu trúc chúng méo Jahn-Teller (JT) xung quanh lon Mn3+ A a B o (a) _r Hình I: Câu trúc sở Perovskite A B O ( LaMnOỷ Khi chất điện môi pha tạp lỗ trống (ví dụ La) thay phân băng ion hóa trị ion Mn4+ làm giảm méo JT tập thể cấu trúc đóng vai trị đinh việc xác định tính chất từ tính chất chuyển oxit Có hai loại méo JT đặc trưng làm ảnh hưởng đến cấu trúc perovskite manganate: Thứ tồn nghiêng tập thể bát diện MnOõ} tạo thành 1000K Sự méo hệ việc thay đổi bán kính ion Đối với perovskite chứa cation trung tâm nhỏ thừa số dung hạn thuộc loại t < Sự nghiêng bát diện chung cho lon Mn tự a b c perovskites với t < Sự méo thứ hai Hình 2: Sơ đồ tách mức lượng ion Mnu : tăng từ hiệu ứng JT a: Dịch chuyển lượng tương tác dipole Mn3+ làm méo bát điện b: Tách mức lượng trường tinh thể MnOó bàng cách tạo c: Tách mức Jahn - Teller độ dài liên kết Mn - o dài ngắn Điều xuất nhiệt độ đặc trưng (Tjt) Hầu hết méo hiệu dụng méo mặt sở (được gọi kiểu Q 2) với cặp o đối xứng qua đường chéo dịch chuyển phía ngồi cặp khác dịch chuyển vào Các nghiên cứu gần X cho thấy méo JT bao gồm dịch chuyển ion oxy >0,1 Ầ tách vùng eg manganate mở khe mức Fecmi Trong hình chúng tơi giới thiệu giản đồ vùng LaMnƠ để làm sáng tỏ méo mạng JT tách vùng dẫn làm thành vật liệu điện môi Ta thấy phía nơi mà lỗ trống pha tạp làm giảm méo mạng JT làm thành vật liệu kim loại mức lỗ ứống lấp đầy >0,18 cấ u trúc perovskite có méo orthorhombic (trực thoi) (b > a > c/ Ĩ ) ô sở tạo thành từ đơn vị công thức xếp vào đối xứng Pbnm (hoặc Pnma) Các tính tốn cấu trúc điện tử cho thấy tinh thể lập phương tương tác trao đôi nguyên tử lân cận J^b = J" = 30meV khơng có méo mạng JT Sự méo mạng LaM n0 xảy tương tác trao đổi giảm xuống trở thành dị hướng với J"b = 9meV J" = 3meV Điều so sánh với tương tác ứao đổi củ anguyên tử lân cận gần ( J”) đ ó loại AFM Với Jtoui = JC+ 8Jcn ~ 19meV Giá trị gần giá trị kBTN vật liệu Tương tác trao đổi FM ( ) AFM (Jtotal) dẫn đến trật tự AFM loại A vật liệu Khi pha tạp, cấu trúc thay đổi dọc theo trật tự từ Phần Nội dung nghiên cứu “ Sự nhảy điện tử cạnh tranh tương tác hợp chất perovskite- manganate” Các hợp chất mangan pha tạp lỗ trống LaMnƠ có tỉ phần nhỏ Mn4* (cỡ > 5%) Để trở thành trật tự AFM nhiệt độ thấp (TN« 150K) Khi La3+ LaM n0 thay cation 2+ hợp chất Lai xAxMnƠ3 (A = Ca, Sr, Ba) tỉ phẩn Mn4+ tăng lên méo orthorhombic giảm đi, vật liệu trở thành sắt từ (FM) với nhiệt độ chuyển pha Curie (Tc) giá trị (x) xác định kim loại T < Tc Mômen từ bão hòa cỡ 3,8 |iB, giá trị gần với giá trị ước tính lý thuyết sở momen từ có Spin định xứ Điều cho biết điện tử dẫn hoàn toàn phân cực Spin Đại lượng đặc trưng cho tán xạ Neutron hợp chất La0 67Ca033M 11O hàng số D xác định « 150 - 170 meVẦ Mơ hình Heisenberg đơn giản tiên đốn giá trị D cỡ - meVA Tc cao, nàm khoảng 900 - 1000K Điều đưa đến nhận xét méo mạng sinh từ giảm Tc đến 400K Ở nhiệt độ Tc, manganat biểu độ dẫn giống kim loại H.2 minh họa xuất trạng thái FM chuyển pha từ trạng thái kim loại sang điện môi xung quanh Tc Sự quan sát đồng thời biểu electron tập thể FM mangannat giải thích theo chế tương tác trao đổi kép Zener (DE) Quá trình chế nhảy lỗ trống d từ Mn4+ (d3, tị , s = 3/2) sang Mn3+ (d4, tjgeg, s = 2) thông qua oxy, ion Mn4+ Mn3+ đổi chỗ cho theo mơ hình sau: Mn3+0 2’Mn4+ —>Mn4+0 2"Mn3+ Mn Mn e \er Mn e e- i l í i Q i t o3 M nu 0’ * Mn‘* ì o Mn3* t í Mn^* t Hình Mơ hình chế tương tác trao đổi kép chuỗi -Mn3+- 2-Mn^-Mni+- 2~MnJ+9 ... đăng tạp chí khoa h? ??c tuyển tập h? ??i nghị báo cáo khoa h? ??c H? ??i nghị Khoa h? ??c Sinh viên khoa Vật lý 1.Vũ Văn Khải, Ngơ Thanh Tâm, Nguyễn Huy Sinh, Trần Đình Thọ Nghiên cứu tỉnh chất h? ??p chất Perovskite... nhiệm vụ đánh siá, kết luận để nshiệm thu kết nghiên cứu cùa đề tài tự giải thê sau hoàn thành nhiệm vụ Đ i ề u Chánh Vãn phòng, Trường Ban Khoa h? ??c Công nghệ Hiệu trường Trườns Đại h? ??c Khoa h? ??c... chí khoa h? ??c trường ? ?H Sư Phạm HNII - số (2009) Đào Thị H? ?a, Vũ Văn Khải, Nguyễn Huy Sinh, Nguyễn Thị Bích Ngọc Hiệu ứng từ nhiệt phép đo hiệu úng từ nhiệt Tạp chí Khoa h? ??c trường ? ?H Sư Phạm HNII