(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu sự tạo thành các pha và từ tính trong hệ perovskite dư lantan la2 xsrxcoo3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hoàng Lê Ngọc Hồng NGHIÊN CỨU SỰ TẠO THÀNH CÁC PHA VÀ TỪ TÍNH TRONG HỆ PEROVSKITE DƯ LANTAN La2-xSrxCoO3 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội-2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hoàng Lê Ngọc Hồng NGHIÊN CỨU SỰ TẠO THÀNH CÁC PHA VÀ TỪ TÍNH TRONG HỆ PEROVSKITE DƯ LANTAN La2-xSrxCoO3 Chuyên ngành: Vật lý nhiệt Mã số: Đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS NGUYỄN HUY SINH TS CHU VĂN TUẤN Hà Nội-2014 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Huy Sinh TS Chu Văn Tuấn người tận tình, hướng dẫn, bảo em hồn thành luận văn Trong q trình làm luận văn, em thầy hướng dẫn tận tụy hết lòng, em học hỏi thầy khơng kiến thức khoa học mà cịn học nhiều điều bổ ích sống Em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo cán làm việc môn Vật Lý nhiệt độ thấp giúp đỡ em nhiều kiến thức tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em trình thực luận văn thời gian học tập cao học Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2014 Học viên: Hoàng Lê Ngọc Hồng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU ABO3 1.1 Sơ lược hệ vật liệu perovskite ABO3 1.1.1 Cấu trúc vật liệu perovskite ABO3 1.1.2 Trật tự quỹ đạo, tách mức lượng trạng thái spin điện tử 3d trường bát diện BO6 1.2 Hiệu ứng méo mạng Jahn-Teller (JT) 1.3 Các tương tác trao đổi perovskite 1.3.1 Tương tác siêu trao đổi 1.3.2 Tương tác trao đổi kép 11 1.4 Những tính chất vật liệu perovskite chứa conbaltite 13 1.4.1.Hợp chất LaCoO3 13 1.4.2.Sự chuyển pha trạng thái spin ion Co hóa trị 14 1.4.3.Hợp chất La1-xSrxCoO3 15 1.4.4 Giản đồ pha La1-xSrxCoO3 18 1.4.5 Cạnh tranh tương tác phản sắt từ (AF) sắt từ (FM) hệ La1-xSrxCoO3 21 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 23 2.1 Các phương pháp chế tạo mẫu 23 2.1.1 Phương pháp gốm 23 2.1.2 Phương pháp đồng kết tủa 24 2.1.3 Phương pháp sol – gel 25 2.2 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 26 2.2.1 Phân tích cấu trúc 26 2.2.2 Phân tích thành phần 26 2.2.3 Nghiên cứu tạo thành pha 26 2.2.4 Nghiên cứu cấu trúc bề mặt (SEM: Scanning Electron Microscopic) 27 2.2.5 Phép đo phụ thuộc độ từ hóa theo nhiệt độ phương pháp từ kế mẫu rung 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Chế tạo mẫu nghiên cứu La2-xSrxCoO3 (x=0,05; 0,08; 0,1; 0,3) 29 3.2 Phân tích thành phần 30 3.3 Nghiên cứu cấu trúc 32 3.4 Kết phân tích nhiệt (DTA – TGA) 37 3.5 Nghiên cứu cấu trúc bề mặt mẫu kính hiển vi điện tử quét (SEM) 42 3.6 Sự phụ thuộc từ độ theo nhiệt độ 44 3.7 So sánh nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất đủ Lantan La1-xSrxCoO3 hợp chất dư Lantan La2-xSrxCoO3 46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BẢNG Hình 1.1:a, Cấu trúc perovskite ABO3 lý tưởng Hình 1.2: Trật tự quỹ đạo điện tử 3d trường bát diện MO6 Ion kim loại nằm gốc tọa độ ion ligan bát diện nằm trục tọa độ x,y,z Hình 1.3: Sự tách mức lượng quỹ đạo điện tử 3d trường tinh thể bát diện Δ tham số trường tinh thể [7] Hình 1.4: Sự phụ thuộc lượng toàn phần E, P, Δ vào trạng thái spin điện tử [7] Hình 1.5: Sơ đồ tách mức lượng méo mạng Jahn - Teller Hình 1.6: Méo mạng Jahn – Teller Hình 1.7: Một số loại méo mạng Hình 1.8: Sự xen phủ quỹ đạo chuyển điện tử tương tác SE [9] 10 Hình 1.9a: Cấu hình tương tác phản sắt từ (mạnh) e1g  p  e1g 11 Hình 1.9b: Cấu hình tương tác sắt từ (yếu) e1g  p  eg0 11 Hình 1.9c: Cấu hình tương tác phản sắt từ (yếu) e g0  p  eg0 11 Hình 1.10: Mơ hình chế tương tác trao đổi kép chuỗi – Mn3+ - O2- - Mn4+ Mn3+ - O2- - Mn4+ - [9] 12 Hình 1.11: Đường cong FC ZFC đo từ trường khác mẫu La0,7Sr0,3CoO3 18 Hình 1.12: Giản đồ pha từ theo nồng độ pha tạp Sr La1-xSrxCoO3 SG, CG, P tương ứng pha thủy tinh spin, thủy tinh cluster, pha thuận từ Đường ( ) biểu diễn đường biên pha SG – CG xc = 0,18 [8] 19 Hình 1.13: Giản đồ mơ tả tồn trạng thái SGI, CGI, FFM, PMI PMM tương ứng pha từ pha điện: thủy tinh spin – điện môi, thủy tinh cluster – kim loại, sắt từ bất thỏa từ - kim loại, thuận từ - điện môi thuận từ - kim loại hợp chất La1-xSrxCoO3 20 Hình 1.14: Mơ hình tồn khơng đồng loại tương tác FM AF hợp chất perovskite ABO3 [12] 21 Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) 28 Hình 3.1: Giản đồ tán xạ lượng (EDS) mẫu La2-xSrxCoO3 30 Hình 3.2a: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu La1,95Sr0,05CoO3 33 Hình 3.2b: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu La1,92Sr0,08CoO3 33 Hình 3.2c: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu La1,9Sr0,1CoO3 34 Hình 3.2d: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu La1,7Sr0,3CoO3 34 Hình 3.3: Sự phụ thuộc số mạng vào nồng độ pha tạp Sr 37 Hình 3.4a, b: Giản đồ phép phân tích nhiệt vi sai (DTA) độ giảm trọng lượng (TGA) mẫu La2-xSrxCoO3 (x = 0,05; x = 0,08) 40 Hình 3.4c, d: Giản đồ phép phân tích nhiệt vi sai (DTA) độ giảm trọng lượng (TGA) mẫu La2-xSrxCoO3 41 Hình 3.5 a, b: Hình ảnh bề mặt mẫu (x=0,05) mẫu (x=0,08) chụp kính hiển vi điện tử 43 Hình 3.5c ,d: Ảnh SEM cấu trúc bề mặt mẫu La2-xSrxCoO3 với x = 0,10 x = 0,30 43 Hình 3.6: Đồ thị phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ từ trường H = 200 Oe mẫu nghiên cứu……………………………………………………………………….44 Sơ đồ 2.1: Quy trình chế tạo mẫu perovskite phương pháp sol - gel 25 Sơ đồ 3.1: Qui trình cơng nghệ chế tạo mẫu La1-xSrxCoO3 Bộ môn vật lý Nhiệt độ thấp 29 Bảng 3.1: Thành phần tính theo phần trăm nguyên tố La, Sr, Co công thức danh định La2-xSrxCoO3 thành phần thực xác định từ phép đo EDS 31 Bảng 3.2: Giá trị sai khác thành phần thực xác định từ phép đo EDS so với thành phần danh định hệ mẫu La2-xSrxCoO3………………………………………………………………………32 Bảng 3.3: Các số mạng hợp chất La2-xSrxCoO3 với x = 0,05; 0,08; 0,10; 0,30……………………………………………………………………………………35 Bảng 3.4: Nhiệt độ độ giảm trọng lượng đỉnh tạo thành pha theo nồng độ pha tạp Sr hệ dư La (La2-xSrxCoO3)…………………………………………….38 Bảng 3.5: Năng lượng hấp thụ nhiệt tạo đỉnh tạo thành pha hệ mẫu La2-xSrxCoO3 42 Bảng 3.6: Sự phụ thuộc nhiệt độ chuyển pha từ độ cực đại phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Sr hệ La2-xSrxCoO3………………………………………… 45 Bảng 3.7: So sánh nhiệt độ chuyển pha Tc hợp chất La1-xSrxCoO3 La2-xSrxCoO3……………………………………………………………………………………………………….46 MỞ ĐẦU Việc nghiên cứu tượng từ vật liệu perovskite ABO3 diễn sôi động vài năm gần đây, thu hút ý quan tâm nhà vật lý thực nghiệm nhà vật lý lý thuyết Trong vật liệu perovskite cấu trúc bát diện tồn với tương tác tĩnh điện tương tác từ, nguyên nhân loạt tính chất đặc biệt perovskite như: tượng méo mạng Jahn – Teller, tách mức lượng quỹ đạo điện tử 3d, tồn đồng thời tương tác sắt từ phản sắt từ, trật tự điện tích, tạo đám, thủy tinh spin, đám thủy tinh… Trong hợp chất Cobaltite La1-xSrxCoO3 hợp chất quan tâm nhiều Hợp chất La1-xSrxCoO3 không pha tạp điện môi phản sắt từ Nhưng pha tạp Sr thay phần cho La, hợp chất biểu nhiều tính chất như: tồn trạng thái spin trạng thái đám thủy tinh từ Lúc này, loại chuyển pha xuất hiện: chuyển pha kim loại – điện môi, chuyển pha sắt từ - thuận từ có liên quan mật thiết với tượng méo mạng Jahn – Teller Nguyên nhân thay Sr2+ cho La3+ để đảm bảo trung hịa điện tích, phần Co3+ chuyển thành Co4+ Kéo theo đó, ngồi tương tác siêu trao đổi phản sắt từ SE Co hóa trị, cịn tồn tương tác trao đổi kép sắt từ DE Co khác hóa trị, tồn đồng thời cạnh tranh tương tác định tới tính chất từ tính chất dẫn vật liệu Bản luận văn thực việc nghiên cứu tạo thành pha từ tính hệ vật liệu perovskite dư Lantan, tập trung vào hệ La2-xSrxCoO3 dải nồng độ x = 0,05; 0,08; 0,10; 0,30 nhằm tìm hiểu tính chất từ tạo thành pha hệ vật liệu cobaltite Bố cục luận văn gồm :  Mở đầu  Chương 1: Một số tính chất vật liệu ABO3  Chương 2: Thực nghiệm  Chương 3: Kết thảo luận  Kết luận  Tài liệu tham khảo CHƯƠNG 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU ABO3 1.1 Sơ lược hệ vật liệu perovskite ABO3 1.1.1 Cấu trúc vật liệu perovskite ABO3 Hợp chất có cấu trúc perovskite có dạng cơng thức chung kí hiệu ABO3 (A: đất hiếm, B: kim loại chuyển tiếp) Câú trúc perovskite lý tưởng mơ tả hình 1.1a có dạng hình lập phương Hình 1.1:a, Cấu trúc perovskite ABO3 lý tưởng b, Sự xếp bát diện cấu trúc perovskite lý tưởng [5,9] Ở hình 1.1a ta thấy mạng sở hình lập phương có số mạng a = b = c góc α = β = γ = 900 Vị trí ion A nằm đỉnh hình lập phương, tâm mặt hình lập phương vị trí ion oxy nằm tâm ion oxy vị trí ion B Như xung quanh ion B có ion A ion oxy, tồn bát diện BO6 nội tiếp ô mạng sở hình thành từ ion oxy O2- đỉnh bát diện nằm tâm bát diện có ion B (hình 1.1b) Ta thấy góc liên kết B – O – B α = 1800 độ dài liên kết ion B tới đỉnh bát diện O Nhưng trường hợp méo mạng, cấu trúc khơng hình lập phương độ dài liên kết khơng đồng góc liên kết khác 1800, điều làm ảnh hưởng lớn tới tính chất vật liệu ABO3 1.1.2 Trật tự quỹ đạo, tách mức lượng trạng thái spin điện tử 3d trường bát diện BO6 a,Trật tự quỹ đạo tách mức lượng Từ hình 1.1 nhận thấy cấu trúc bát diện BO6 ion O2- ion kim loại B3+ tạo thành trường tinh thể bát diện Trong hợp chất perovskite ABO3 trường tinh thể bát diện gây trật tự quỹ đạo 3d tách mức lượng quỹ đạo Dưới tác dụng trường tinh thể, điện tử d kim loại chuyển tiếp tách thành hai mức lượng khác Cụ thể, lớp vỏ điện tử 3d kim loại chuyển tiếp số lượng tử n = 1, số lượng tử quỹ đạo l = số lượng tử từ m = 0, ±1, ±2 có quỹ đạo chuyển động là: dxy, dyz, dxz, d z , d x 2  y2 Trong hệ cấu trúc perovskite, chọn hệ tọa độ Oxyz cho ion 3d nằm gốc tọa độ, ion oxy bát diện nằm trục tọa độ hai phía ion 3d Các quỹ đạo dxy, dyz, dxz nằm đường phân giác góc phần tư hệ tọa độ Oxyz, quỹ đạo d z nằm dọc theo trục Oz, quỹ đạo d x 2  y2 nằm dọc theo trục Ox Oy Lúc này, trật tự quỹ đạo 3d trường bát diện BO6 biểu diễn hình 1.2 Từ bảng 3.3 thấy, mẫu chế tạo để nghiên cứu có cấu trúc trực thoi Các tham số mạng, thể tích mạng mạng sở bảng tính từ giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu tương ứng Nhận thấy nồng độ thay x tăng lên từ 0,00 đến 0,30 cấu trúc trực thoi mẫu không thay đổi Nhưng số mạng a, b, c có thay đổi cụ thể giá trị a b giảm dần giá trị c tăng lên, dẫn đến thể tích sở giảm theo nồng độ pha tạp x hợp chất So sánh giá trị a, b, c V mẫu nghiên cứu với mẫu không pha tạp (x = 0,00) nhận thấy pha tạp Sr, giá trị a b giảm mạnh; giá trị c tăng dần làm cho thể tích sở mẫu pha tạp Sr giảm, tỷ số c/a mẫu tăng mạnh theo nồng độ Sr Sự thay đổi số mạng theo nồng độ Sr hệ mẫu nghiên cứu trình bày hình 3.3 Nguyên nhân thay đổi số mạng có thay vị trí La o Sr Vì Sr có bán kính ion bé bán kính ion La (rion Sr = 2,45 A rion La = o o o 2,74 A ) Mặt khác, bán kính ion Co 1,25 A bán kính ion Mn 1,29 A Do khoảng cách ion mạng tinh thể thay đổi dẫn đến kích thước số mạng thay đổi theo Từ bảng 3.3, cho với thay nồng độ Sr tăng đến x = 0,30 xảy tượng méo mạng JT Đặc biệt cấu trúc tinh thể vật liệu chuyển từ cấu trúc lập phương LaCoO3 sang cấu trúc trực thoi La2-xSrxCoO3 (x = 0,05→0,30) Tuy nhiên, với nồng độ x = 0,30 chưa đủ để cấu trúc tinh thể thay đổi tiếp tục ảnh hưởng mạng hiệu ứng JT Theo tài liệu cơng bố với x = 0,50, cấu trúc tinh thể vật liệu La1-xSrxCoO3 lại trở thành lập phương 36 Hình 3.3: Sự phụ thuộc số mạng vào nồng độ pha tạp Sr 3.4 Kết phân tích nhiệt (DTA – TGA) Sự tạo thành pha hợp chất q trình sử lý nhiệt nghiên cứu phương pháp đo nhiệt lượng kế vi phân quét (DSC) mà cụ thể đồ thị phân tích nhiệt (DTA) độ giảm trọng lượng mẫu trình tạo pha (TGA) Hình 3.4 a, b, c, d giản đồ DTA TGA hệ mẫu nghiên cứu Nhiệt độ ứng với đỉnh thu nhiệt không khác nhiều thay đổi thành phần Sr từ x = 0,05 đến x = 0,3 Nhiệt độ đỉnh thu nhiệt từ đường cong DTA đường TGA mẫu cho thấy có giảm trọng lượng mạnh tương ứng với đỉnh thu nhiệt Căn vào giản đồ DTA TGA mẫu nghiên cứu đưa giá trị thu nghiên cứu tạo thành pha mẫu bảng 3.4 37 Bảng 3.4: Nhiệt độ độ giảm trọng lượng đỉnh tạo thành pha theo nồng độ pha tạp Sr hệ dư La (La2-xSrxCoO3) Đỉnh thu nhiệt thứ Đỉnh thu nhiệt thứ hai Đỉnh thu nhiệt thứ ba x T (0C) TGA(%) T(0C) TGA(%) T(0C) TGA(%) 0,05 343,41 7,4 513,36 2,8 924,2 0,94 0,08 339,52 7,1 507,45 2,8 923,56 0,92 0,10 340,86 6,8 506,71 2,6 923,45 0,99 0,30 347,74 6,0 516,06 2,1 921,37 1,1 Từ giản đồ DTA – TGA giá trị thu bảng 3.4 ta thấy giảm trọng lượng mẫu với nồng độ pha tạp khác đỉnh thu nhiệt hay đỉnh hình thành pha vật liệu Ta thấy nồng độ pha tạp x, thay vị trí La hợp chất tăng từ x = 0,05 đến x = 0,30; đỉnh thu nhiệt thức đỉnh thu nhiệt thứ hai độ giảm trọng lượng mẫu nghiên cứu giảm theo gia tăng nồng độ Sr có mẫu Cụ thể đỉnh thu nhiệt thứ (3430C 260K vật liệu thuận từ Đường cong M – T thể giống mẫu hoàn toàn đơn pha  Nhiệt độ chuyển pha thứ hai (T*) xuất bốn mẫu nghiên cứu nằm vùng nhiệt độ từ 115K đến 150K Nhận thấy chênh lệch nhiệt độ T* mẫu lớn thay đổi hàm lượng pha tạp Sr Như vậy, Sr gây nên ảnh hưởng nhiều lên nhiệt độ chuyển pha thứ hai (T*) Chúng cho chuyển pha chuyển pha sắt từ - phản sắt từ giống hệ La1-xSrxCoO3 Mặt khác, cho dị thường quan sát đường cong M(T) mẫu xảy vùng nhiệt độ thấp T* ≤ 150K có tham gia pha dư Lantan La2SrOx tồn với tỉ lệ nhỏ mẫu dấu hiệu chuyển pha cấu trúc Vì thơng thường đường cong M(T) mẫu La0,9Sr0,1CoO3 hệ mẫu La1-xSrxCoO3 không quan sát thấy dị thường [2, 3] Trên đồ thị hình 3.6 xác định nhiệt độ chuyển pha thứ hai (TC*), là: 150K, 115K, 145K, 150K tương ứng với mẫu x = 0,05; 0,08; 0,10; 0,30 Bản chất dị thường cần nghiên cứu chi tiết Từ đường cong M (T) ta thấy từ độ cực đại (Mmax) vùng nhiệt độ T < TC tăng dần theo hàm lượng Sr mẫu giải thích tượng sau: bình thường mẫu LaCoO3 có ion Co3+ liên kết chúng phản sắt từ (AF) thông qua tương tác siêu trao đổi (SE) [6] Khi pha tạp Sr 45 cho La dẫn đến hình thành ion Co4+ (để cân điện tích) Tương tác ion Co4+ Co3+ tương tác trao đổi kép (DE) dẫn đến hình thành liên kết sắt từ (FM) chúng [7] Trong mẫu nghiên cứu, hàm lượng Sr tăng dẫn đến tăng nồng độ ion Co4+ thay cho ion Co3+ Sự thay làm tăng tỉ phần tương tác sắt từ toàn khối mẫu dẫn đến tăng từ độ theo gia tăng hàm lượng Sr vùng nhiệt độ T < TC 3.7 So sánh nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất đủ Lantan La1-xSrxCoO3 hợp chất dư Lantan La2-xSrxCoO3 Bảng 3.7 đưa vài số liệu từ nhiệt độ chuyển pha TC mẫu có thành phần X hệ mẫu đủ Lantan La1-xSrxCoO3 dư Lantan La2-xSrxCoO3 Bảng 3.7: So sánh nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất La1-xSrxCoO3 La2-xSrxCoO3 nồng độ pha tạp Sr giống với x = 0,05; 0,10; 0,30 x La1-xSrxCoO3 La2-xSrxCoO3 Tc (K) 0,05 0,10 0,30 250 257 260 258 258 255 Bảng 3.7 đưa số nhận xét nhiệt độ chuyển pha curie TC hợp chất cobaltite hệ đủ Lantan La1-xSrxCoO3 hệ dư Lantan La2-xSrxCoO3 có nồng độ pha tạp Sr Nhìn vào kết bảng ta có nhận xét sau:  Nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất đủ Lantan hệ La1-xSrxCoO3 tăng nhẹ tăng nồng độ pha tạp Sr từ x = 0,05 đến x = 0,3 Còn hợp chất dư Lantan La2-xSrxCoO3 TC lại gần khơng thay đổi tăng nồng độ Sr hợp chất Các giá trị thu TC hệ dư Lantan với x = 0,05 x = 0,10 có TC 258K, với x = 0,30 lại có TC = 255K Như vậy, coi nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất dư Lantan La2-xSrxCoO3 không thay đổi tăng nồng độ pha tạp Sr hợp chất  So sánh nhiệt độ chuyển pha TC hai hệ hợp chất nêu nồng độ pha tạp Sr, ta thấy có sai khác chúng Với x = 0,05 ta thấy TC mẫu dư Lantan cao hệ mẫu đủ Lantan 8K Với mẫu x = 0,10 TC mẫu dư Lantan cao mẫu đủ Lantan 1K, cịn mẫu x = 0,30 TC mẫu dư Lantan, lại thấp TC mẫu đủ Lantan 5K Như vậy, xét cách tương đối hai 46 hợp chất có thành phần La khác nồng độ Sr nhiệt độ chuyển pha TC thay đổi khác  Khi tăng nồng độ Sr, nhiệt độ chuyển pha hợp chất đủ Lantan La1xSrxCoO3 thay đổi mạnh so với nhiệt độ chuyển pha TC hợp chất dư Lantan La2- xSrxCoO3 Nghĩa tỉ số La/Sr đóng vai trò quan trọng thay đổi nhiệt độ TC Tuy nhiên, theo kết nghiên cứu sai khác TC hai hệ hợp chất lớn Về bản, ta thấy nhiệt độ chuyển pha hợp chất La1xSrxCoO3 La2-xSrxCoO3 nằm khoảng từ 250K đến 260K Trong vùng nhiệt độ T ≤ 150K, phát thấy dị thường chuyển pha T* hệ hợp chất La2-xSrxCoO3 Còn hệ La1-xSrxCoO3 khơng quan sát thấy dị thường Như đưa nhận xét là: vấn đề dư hàm lượng La hợp chất La2-xSrxCoO3 không làm thay đổi mạnh nhiệt độ chuyển pha TC, lại làm nảy sinh dị thường T* vùng T ≤ 150K 47 KẾT LUẬN Đã chế tạo hệ vật liệu dư Lantan với công thức danh định La2-xSrxCoO3 phương pháp gốm Hệ hợp chất chứa hai pha Một pha có cấu trúc perovskite trực thoi tương ứng với hợp chất La0,9Sr0,1CoO3 pha có hàm lượng nhỏ (có thể bỏ qua) tương ứng với La2SrOx.Các nghiên cứu hệ mẫu chế tạo tiến hành pha tương ứng La1-xSrxCoO3 Trong trình tạo thành pha perovskite vật liệu có ba đỉnh thu nhiệt Đỉnh thứ xung quanh 3420C bốc bay nước phân hủy La(OH)3 Đỉnh thứ hai xung quanh 5100C trình giải phóng nước phân tử La2O3 ngậm nước CO2 muối SrCO3 Còn đỉnh thứ ba xung quanh 9200C cho trình tạo pha perovskite ABO3 hệ hợp chất dư La2-xSrxCoO3 Năng lượng nhiệt đỉnh thứ thứ hai phụ thuộc nồng độ Sr đỉnh thứ ba nhiệt độ lượng nhiệt hình thành pha mẫu ABO3 hệ mẫu nghiên cứu không phụ thuộc thành phần pha tạp Sr Nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ TC mẫu La2-xSrxCoO3 không bị ảnh hưởng nhiều nồng độ pha tạp Sr, từ độ cực đại vùng T < TC tăng theo nồng độ pha tạp Sr hợp chất Đã phát thấy dị thường tất mẫu vùng nhiệt độ T ≤ 150K, dị thường biểu pha dư La dấu hiệu chuyển pha sắt từ - phản sắt từ hệ La2-xSrxCoO3 Bản chất dị thường cần nghiên cứu chi tiết 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Thị Thu Huyền (2000), Tổng hợp hệ La1-xSrMnO3 có cấu trúc Perovskite phương pháp sol – gel citrat khảo sát tính chất từ, Luận văn tốt nghiệp cao học, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [2] Đào Ngun Hồi Nam (2001), “Các tính chất thủy tinh từ số vật liệu perovskite ABO3, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐH QGHN [3] Nguyễn Huy Sinh (11 – 2000), Tuyển tập cơng trình khoa học – HNKH – Trường ĐHKHTN, ngành Vật Lý, trang 85 – 89 [4] Nguyễn Phú Thùy (2002), giáo trình: Vật Lý Các Hiện Tượng Từ [5] Nguyễn Anh Tuấn, (2006), Nghiên cứu tính chất từ-điện trở hợp chất La0,67Ca0,33Mn1-xCuxO3 ( x = 0,00; 0,02; 0,05; 0,15 0,20), Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Tiếng Anh [6] Anderson P.W., and Hasegawa H (1955), “Considerations on double exchange”, Physical Review 100, pp 675–681 [7] Dutta R.L, and Syamal A (1993), Elements of Magnetochemistry, Published by Affiliated East-West Press [8] Itoh M., Natori I., Kubota S., and Motoya, K (1994) ,“Spin-Glass Behavior and Magnetic Phase Diagram of La1-xSrxCoO3 (0 ≤ x ≤ 0.5) Studied by Magnetuzation Measurement”, J.Phys.Soc of Japan,63,pp.1486 [9] Kusters R.M, Singleton J, Keen D.A, Mcgreevy R, Hayes W (1989), “Magnetoresistance measurements on the magnetic semiconductor Nd0,5Pb0,5MnO3”, Physica B, 155, pp 362 – 365 [10] Megaw HD (1946), “Crystal structure of double oxides of perovskite”, Proc Phys Soc, London 58, pp 133 – 152 [11] Millis A.J., Littlewood P.B., Shraiman B.I (1995), “Double Exchange Alone Does Not Explain the Resistivity of La1-xSrxMnO3”, Physical Review Letters 74, pp 51445147 [12] Nagaev E.L (1983), “Physics of Magnetic Semiconductors”, Mir Publisher, Moscow 49 [13] Senaris – Rodriguez M.A and Goodenough J.B (1995) ,“LaCoO3 Revisited”, J of Solid State Chem., 118, Pp 323 [14] Senaris – Rodriguez M.A and Goodenough J.B., “LaCoO3 Revisited”, J.of Solid State Chem., 116, (1995) p 244 [15] Zener C (1951), “Interaction between the d-shells in the transition metals”, Phys Rev, 81, pp.440 50 ... - Hoàng Lê Ngọc Hồng NGHIÊN CỨU SỰ TẠO THÀNH CÁC PHA VÀ TỪ TÍNH TRONG HỆ PEROVSKITE DƯ LANTAN La2- xSrxCoO3 Chuyên ngành: Vật lý nhiệt Mã số: Đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI... tương tác định tới tính chất từ tính chất dẫn vật liệu Bản luận văn thực việc nghiên cứu tạo thành pha từ tính hệ vật liệu perovskite dư Lantan, tập trung vào hệ La2- xSrxCoO3 dải nồng độ x = 0,05;... đỉnh tạo thành pha theo nồng độ pha tạp Sr hệ dư La (La2- xSrxCoO3) …………………………………………….38 Bảng 3.5: Năng lượng hấp thụ nhiệt tạo đỉnh tạo thành pha hệ mẫu La2- xSrxCoO3 42 Bảng 3.6: Sự