Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật lý của các hạt y3fe5 xsnxo12

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ MAI PHƯỢNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CÁC HẠT Y3Fe5-xSnxO12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ MAI PHƯỢNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CÁC HẠT Y3Fe5-xSnxO12 Chuyên ngành: Khoa học vật liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐÀO THỊ THỦY NGUYỆT Hà Nội - 2019 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Cô giáo TS Đào Thị Thủy Nguyệt – người mà khơng tận tình dạy, hướng dẫn em suốt hai năm làm luận văn mà truyền cho em động lực để giúp em học tập tốt Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu, đặc biệt quý Thầy Cơ nhóm nano Từ góp ý, giúp đỡ em suốt trình học tập thực đề tài luận văn thạc sĩ Bên cạnh đó, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh Hiền chị Hương, hai anh chị trực tiếp dạy em nhiều trình làm thực nghiệm tìm hiểu kiến thức chun mơn Đặc biệt, người chị, người bạn chia sẻ em biết điều năm sống xa quê, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến họ Mặc dù cố gắng nhiều, song khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý, dạy quý Thầy Cô Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Trần Thị Mai Phượng ii Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Đào Thị Thủy Nguyệt Những kết nêu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Trần Thị Mai Phượng iii Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HẠT NANO YIG .4 1.1 Nguồn gốc, cấu trúc YIG 1.2 Tính chất YIG 1.2.1 Mômen từ 1.2.2 Nhiệt độ Tc 1.2.3 Dị hướng từ bề mặt hạt có kích thước nanomet 1.3 Tình hình nghiên cứu hạt YIG pha tạp 1.3.1 Ảnh hưởng nguyên tố pha tạp đến tính chất từ hạt nano YIG 10 1.3.2 Tính chất điện hạt nano YIG pha tạp 12 1.3.3 Tính chất quang hạt nano YIG pha tạp 13 1.4 Một số phương pháp chế tạo 15 1.5 Một số ứng dụng hạt nano YIG pha tạp 20 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU 23 2.1 Phương pháp chế tạo mẫu 23 2.2 Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng DTA-TGA 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc hình thái 25 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 25 2.3.2 Phương pháp phân tích phổ nhiễu xạ tia X dùng nguồn Synchrotron 27 2.3.3 Phương pháp phân tích Rietveld 28 2.3.4 Phương pháp phân tích hình thái học hạt (SEM) 29 iv Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 2.4 Phương pháp nghiên cứu tính chất từ vật liệu 30 2.5 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 31 2.6 Nghiên cứu đặc trưng I – V vật liệu phương pháp mũi dò 32 2.7 Phương pháp phân tích phổ hấp thụ bờ gần tia X (XANES) 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt khối lượng DTA – TGA 35 3.2 Ảnh hưởng điều kiện công nghệ lên cấu trúc hình thái 36 3.2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X 36 3.2.2 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM 43 3.3 Tính chất từ hạt 48 3.3.1 Mômen từ lực kháng từ 48 3.3.2 Nhiệt độ Curie 57 3.4 Kết phân tích phổ hồng ngoại IR 67 3.5 Đặc trưng I – V 68 3.6 Phổ hấp thụ bờ gần tia X (XANES) 71 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 80 v Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU  Danh mục chữ viết tắt STT Chữ viết tắt AC Nghĩa Tiếng Việt Tên Tiếng Anh Axit citric C6H8O7.H2O Axit citric C6H8O7.H2O DTA Differential Thermal Analysics Phân tích nhiệt vi sai SEM Scanning Electron Microscope Hiển vi điện tử quét TGA Thermogravimetry Analysis Phân tích nhiệt khối lượng IR Intrared spectroscopy Phổ hồng ngoại Vibrating Sample VSM Từ kế mẫu rung Magnetization XANES XRD X – Ray Absortion near Edge Cấu trúc hấp thụ tia X bờ Structure gần tia X X – Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X  Danh mục kí hiệu STT Kí hiệu Giải thích a DXRD D Kích thước hạt trung bình Hc Lực kháng từ M Mômen từ Ms Mơmen từ bão hịa Tc Nhiệt độ Curie Hằng số mạng tính theo trục a Kích thước tinh thể tính theo XRD vi Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Khoảng cách ion lân cận tinh thể YIG Bảng 1.2 Bảng giá trị tần số số mẫu pha tạp vào YIG 14 Bảng 3.1 Các điều kiện khảo sát ủ nhiệt mẫu Y3Fe5-xSnxO12 36 Bảng 3.2 Bảng kích thước tinh thể thu từ giản đồ nhiễu xạ tia X kích thước hạt trung bình thu từ ảnh hiển vi điện tử qt qua tính tốn phần mềm ImageJ mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 hệ C .47 Bảng 3.3 Các giá trị mơmen từ bão hịa tạo K mẫu hạt mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 tính theo lý thuyết thực nghiệm .57 Bảng 3.4 Các giá trị nhiệt độ Curie Tc theo nồng độ pha tạp x hạt Y3Fe5xSnxO12 hệ C 62 Bảng 3.5 Bảng trị điện trở suất theo nồng độ pha tạp x .70 Bảng 3.6 Tỉ lệ phần trăm ion Fe2+trong oxit sắt hệ mẫu Y3Fe5-xSnxO12 .72 vii Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các ion kim loại phân mạng YIG Hình 1.2 Vị trí ion ô đơn vị tinh thể YIG Hình 1.3 Mơmen từ phân mạng (a), [d] mômen từ tổng YIG Hình 1.4 Mơ hình lõi – vỏ Kodama Berkowitz hạt kích thước nano Hình 1.5 Mơmen từ bão hịa lực kháng từ theo nồng độ pha tạp Ce (x) hạt YIG pha tạp Ce 10 Hình 1.6 Sự phụ thuộc mơmen từ bão hịa vào nồng độ pha tạp Al 11 Hình 1.7 Sự phụ thuộc mômen từ vào từ trường nồng độ pha tạp Sn .12 Hình 1.8 Độ phân cực vật liệu YIG pha tạp Sn phụ thuộc vào nồng độ pha tạp .13 Hình 1.9 Góc quay Faraday của mẫu pha tạp Bi3+ vào YIG 15 Hình 1.10 Quy trình cơng nghệ phương pháp nghiền bi 16 Hình 1.11 Sơ đồ bước chế tạo mẫu hạt nano phương pháp sol – gel .18 Hình 1.12 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu gel YIG tỉ lệ mol ion kim loại axit citric khác sau thêu kết 800℃ 19 Hình 1.13 Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ hạt Y3-xLaxFe5O12 nhiệt độ ủ 20 Hình 2.1 Aerogel (hình a) xerogel (hình b) mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 (x = 0,02) .24 Hình 2.2 Quy trình chế tạo mẫu hạt nano Y3Fe5-xSnxO12 24 Hình 2.3 Hệ đo nhiễu xạ tia X 27 Hình 2.4 Sơ đồ beamline đo nhiễu xạ Synchrotron (SXRD) 28 Hình 2.5 Sơ đồ hệ hiển vi điện tử quét (SEM) .29 Hình 2.6 Sơ đồ hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) .30 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hệ đo IR .32 Hình 2.8 Buồng đựng mẫu (a, b) máy khảo sát đặc trưng I – V Keithley 2450 (c) .33 viii Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Hình 2.9 Hệ đo phổ hấp thụ bờ gần tia X (XANES) 34 Hình 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt khối lượng DTA - TGA mẫu gel Y3Fe5xSnxO12 (x = 0,08) 35 Hình 3.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ mẫu A 37 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ mẫu B 37 Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X hệ mẫu C mẫu hạt YIG (x = 0) 38 Hình 3.5 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu x = 0,1 (hệ D) 39 Hình 3.6 Hình phóng đại đỉnh (420) hệ mẫu C mẫu hạt YIG 40 Hình 3.7 Giản đồ nhiễu xạ tia X kết phân tích Rietveld mẫu hạt Y3Fe5xSnxO12 (x = 0,02) (đường màu đỏ kết thực nghiệm, đường màu đen kết tính tốn được) 41 Hình 3.8 Giản đồ nhiễu xạ tia X kết phân tích Rietveld mẫu hạt Y3Fe5xSnxO12 (x = 0,01 ÷ 0,1) .41 Hình 3.9 Mối liên hệ số mạng a nồng độ pha tạp x .43 Hình 3.10 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,01 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .44 Hình 3.11 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,02 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .44 Hình 3.12 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,03 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .44 Hình 3.13 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,04 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .45 Hình 3.14 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,05 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .45 Hình 3.15 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,06 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .45 Hình 3.16 Ảnh hiển vi điện tử quét mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với x = 0,08 (hình a b) với tốc độ quét 0,03 ⁰/s .46 ix Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Hình 3.41 Sự phụ thuộc mômen từ theo nhiệt độ mẫu hạt nano Y3Fe5-xSnxO12 (x = 0,06) từ trường 600 Oe Hình 3.42 Sự phụ thuộc mơmen từ theo nhiệt độ mẫu hạt nano Y3Fe5-xSnxO12 (x = 0,08) từ trường 600 Oe 66 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Hình 3.43 Sự phụ thuộc mơmen từ theo nhiệt độ mẫu hạt nano Y3Fe5-xSnxO12 (x = 0,1) từ trường 600 Oe 3.4 Kết phân tích phổ hồng ngoại IR Hình 3.44 Phổ hồng ngoại IR hệ mẫu hạt C mẫu hạt YIG 67 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Phổ hồng ngoại IR hệ mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 đo vùng số sóng 500 – 800 cm-1 cho thấy dải số sóng từ 550 – 587 cm-1 670 cm-1 xuất đỉnh dao động đặc trưng liên kết Fe – O phân mạng tứ diện [19,37,67] Khi so sánh phổ IR mẫu pha tạp Sn với mẫu YIG nhận thấy khơng có dịch chuyển đỉnh (như hình 3.44) Điều chứng tỏ Sn không tham gia vào cấu trúc phân mạng [d] Các nghiên cứu trước [19,67] vật liệu YIG đỉnh đặc trưng cho dao động Fe – O phân mạng bát diện nằm vùng lân cận 380 cm-1 dao động nguyên tố Y với O phân mạng {c} nằm vùng 400 cm-1 nên giới hạn đo thiết bị đo, không quan sát thấy dao động Một cách gián tiếp, khẳng định ion Sn tham gia vào vị trí phân mạng (a) 3.5 Đặc trưng I – V Sự có mặt ion Sn4+ cấu trúc tinh thể Y3Fe5-xSnxO12 làm thay đổi tính chất từ hạt tinh thể mà ảnh hưởng đến điện trở vật liệu Các đường đặc trưng I – V mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 khảo sát hệ hai mũi dị, nhiệt độ phịng, mơi trường khơng khí, với điện đặt vào lên tới 20 V, tốc độ quét 20 điểm/phút Quy trình chuẩn bị mẫu khảo sát đặc trưng I – V thực hình 3.45 Kết khảo sát đặc trưng I – V mẫu ép Y3Fe5-xSnxO12 thực phương pháp hai mũi dò hình 3.46 Theo đó, mẫu pha tạp Sn4+ có điện trở suất nhỏ so với mẫu YIG Các mẫu pha tạp có đáp ứng với dịng điện đặt điện áp – 20 V, mẫu YIG hồn tồn khơng có tín hiệu dịng điện phạm vi điện áp khảo sát, điện trở suất mẫu YIG lớn  = 1012 – 1014 Ωcm Điều cho thấy, việc pha tạp Sn4+ làm giảm điện trở suất YIG (giảm từ  = 1014 Ωcm xuống khoảng 108 Ωcm) điện trở suất tăng theo nồng độ pha tạp x Sự giảm điện trở giải thích Jonker ferit spinel pha tạp ion có hóa trị khác vào vị trí ion kim loại spinel [24] Trong đó, cân điện tích, số ion Fe2+ hình 68 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 thành, điện tử nhảy liên tục ion Fe2+ Fe3+ có tác động điện trường bên ngồi (năng lượng kích hoạt E), tạo nên dịng điện: Fe2+ + Fe3++ E  Fe3+ + Fe2+ [24] Tuy nhiên, mẫu ép thực nghiên cứu này, dòng điện chủ yếu dòng chạy bề mặt mẫu, hai điện cực, chịu ảnh hưởng từ hai nguồn dòng hạt (nguồn gốc nói trên) dịng xun ngầm biên hạt Do đó, để hoạt hóa bề mặt hạt, mẫu ép ủ nhiệt 600℃ trong lị ống có hỗn hợp khí H2 /Ar (15 % H2) thổi qua Kết cho thấy đường đặc trưng I – V có thay đổi đáng kể, quan sát thấy hình 3.47 Điện trở suất mẫu thu cho thấy giảm bậc độ lớn so với trường hợp khơng xử lý mơi trường khí H2 Tín hiệu thu ổn định hơn, tốc độ tăng dịng điện có thay đổi đáng kể tăng nồng độ pha tạp Kết cho thấy dòng điện lớn mẫu pha tạp x = 0,08 Các giá trị điện trở suất số mẫu hạt ép viên so sánh hai trường hợp khơng có xử lý khí H2 bảng 3.5 Hình 3.45 Quy trình chuẩn bị mẫu khảo sát đặc trưng I – V mẫu hạt dạng viên ép 69 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Bảng 3.5 Bảng trị điện trở suất theo nồng độ pha tạp x Nồng độ pha tạp Sn x Điện trở suất  (Ωcm) Trước xử lí H2 Sau xử lí H2 0,01 7,2.108 5,3.108 0,02 4,0.108 5,3.107 0,05 1,9.108 2,4.106 0,08 1,7.108 1,6.106 Hình 3.46 Một số đường đặc trưng I – V hệ mẫu C nhiệt độ phịng mơi trường khơng khí chưa xử lý H2 70 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Hình 3.47 Một số đường đặc trưng I – V hệ mẫu C nhiệt độ phịng mơi trường khơng khí xử lý H2 600℃ 3.6 Phổ hấp thụ bờ gần tia X (XANES) Phổ hấp thụ bờ gần tia X (XANES) mẫu khảo sát nhằm xác định tồn ion Fe2+ tinh thể Trên hình 3.48 phổ XANES mẫu x = 0,02 Tỉ lệ % ion Fe2+ mẫu xác định từ phổ XANES bảng 3.6 Kết cho thấy có tồn ion Fe2+ cấu trúc tinh thể mẫu khảo sát (từ x = 0,02 ÷ 0,1) Hàm lượng Fe2+ tinh thể tăng dần (từ 1,11 % đến 2,89 %) theo nồng độ pha tạp Sn4+ (x = 0,02 đến x = 0,06) Riêng hai mẫu hạt với nồng độ pha tạp x = 0,08 0,1 phần trăm Fe2+ 1,78 % 1,56 %, giảm so với mẫu x = 0,06 nồng độ pha tạp lớn, ion Sn4+ vào hết tinh thể Kết lần khẳng định chế dẫn điện mẫu hạt hồn tồn xác 71 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 Hình 3.48 Phổ XANES mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 (x = 0,02) Bảng 3.6 Tỉ lệ phần trăm ion Fe2+trong oxit sắt hệ mẫu Y3Fe5-xSnxO12 Oxit x Năng lượng eV % Fe2+ FeO - 7122.83 100 Fe2O3 - 7127.32 Y3Fe4,98Sn0,02O12 0,02 7127.27 1,11 Y3Fe4,96Sn0,04O12 0,04 7127.24 1,78 Y3Fe4,94Sn0,06O12 0,06 7127.19 2,89 Y3Fe4,92Sn0,08O12 0,08 7127.24 1,78 Y3Fe4,9Sn0,1O12 0,1 7127.25 1,56 72 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 KẾT LUẬN Sau trình thực đề tài Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu (ITIMS), trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, dựa kết nghiên cứu được, rút số kết luận sau: Hệ mẫu hạt Y3Fe5-xSnxO12 với nồng độ pha tạp khác (x = 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,08; 0,1) chế tạo thành công phương pháp sol – gel; với điều kiện tối ưu để xử lý nhiệt hệ mẫu nhiệt độ ủ 1000℃ giờ, tốc độ gia nhiệt 5℃/phút Các ion Sn4+ tham gia vào tinh thể YIG đến nồng độ x = 0,08 Hằng số mạng a tăng theo nồng độ pha tạp x Kích thước hạt trung bình 104 - 166 nm Giá trị mơmen từ bão hòa tăng theo nồng độ pha tạp (35,5 - 40,1 emu/g) nhiệt độ Curie giảm (560 – 518 K) Điện trở mẫu giảm bậc độ lớn sau pha tạp Sn Đây dấu hiệu khả quan cho ứng dụng vật liệu ganet làm cảm biến Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu sâu để tiếp tục giảm điện trở 73 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO Aichele, T., Lorenz, A., Hergt, R., and Görnert P., Garnet layers prepared by liquid phase epitaxy for microwave and magneto-optical applications - A review, Crystal Research and Technology, 38 (78), pp 575–587 (2003) Akhtar, M.N., Yousaf M., Khan S.N., Nazir M.S., Ahmad M., and Khan M.A., Structural and Electromagnetic Evaluations of YIG Rare Earth Doped (Gd, Pr, Ho,Yb) Nanoferrites For High Frequency Applications, Ceramics International, (2017) Anderson, E.E., Molecular field model and the magnetization of YIG, Physical Review, 134 (6A), (1964) Lương Ngọc Anh, Nghiên cứu chế tạo tính chất ferit spinen niken chứa Zn, Cr Y, La có kích thước nanomet, Luận án Tiến sĩ, viện ITIMS, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2015) Antonini, B., Geller S., Paoletti A., and Tucciarone A., Site occupancy of ferrous ions in iron garnets, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 22, pp 203–206 (1981) Anupama, A V., Kumar R., Choudhary H.K., and Sahoo B., Synthesis of coralshaped yttrium-aluminium-iron garnets by solution-combustion method, Ceramics International, 44 (3), pp 3024–3031 (2018) Bos-López, E., Cortés-Escobedo C.A., Jesús F.S.-D., Barba-Pingarrón A., and Bolarín-Miró A.M., Crystal structure and magnetic properties of ceriumdoped YIG: Effect of doping concentration and annealing temperature, Journal of Alloys and Compounds, (2017) Bhasker, P.V., Ramesh B., and Gopal C., Electrical conductivity and dielectric properties of zinc substituted lithium ferrites prepared by sol – gel method, Physica B: Physics of Condensed Matter, 405 (7), pp 1852–1856 (2010) Cheng, Z., Cui, Y., and Yang, H., Effect of lanthanum ions on magnetic properties of Y3Fe5O12 nanoparticles, Research paper, pp 1185–1192 (2009) 10 Cruickshank, D., 1-2 GHz dielectrics and ferrites: Overview and perspectives, Journal of the European Ceramic Society, 23 (14), pp 2721–2726 (2003) 11 D’Amico, A., Grilli A., Paoletti A., Paroli P., and Tucciarone A., Doped yttrium iron garnet for thermistor-bolometers, Materials Research Bulletin, 19 (3), pp 347–354 (1984) 12 Elhamali, S.M., Ibrahim N.B., and Radiman S., Effect of Er3+ ions on structure, surface morphology, optical and magnetic properties of Tb-YIG 74 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 nanocrystalline films, Materials Chemistry and Physics, 208, pp 1–7 (2018) 13 Fadlalla, H.M.H., and Tang, C.C., YAG : Ce3+ nano-sized particles prepared by precipitation technique, Materials Chemistry and Physics, 114, pp 99–102 (2009) 14 Fernandez-Garcia, L., Suarez, M and Menendez, J.L., Synthesis of mono and multidomain YIG particles by chemical coprecipitation or ceramic procedure, Journal of Alloys and Compounds, 495 (1), pp 196–199 (2010) 15 Gharibshahi, M., Hasanpour, A and Niyaiefar, M., Study of magneto-optical characteristics of cerium incorporated yttrium iron garnet films, Materials Research Bulletin, 99 (November 2017), pp 219–224 (2018) 16 Gilleo, M.A., Ferromagnetic Materials: Handbook of Magnetic Materials, North-Holland Publishing Company, (1980) 17 Guerra, Y., Buitrago, D.M., Leal, L.R.F., and Santos, F.E.P., Synthesis and characterization of yttrium iron garnet nanoparticles doped with cobalt, Ceramics International, (2018) 18 Hawkes, J.S., and Teale, R., Spontaneous and photoinduced linear dichroism in silicon doped yttrium iron garnet, IOP Science, 5, (1972) 19 Hild, E., and Beregi, E., IR spectroscopic investigation of the garnet materials used in the microwave electronics, Research Institute for Telecommunication, pp 236–246 20 Hong, R.Y., Wu, Y.J., Feng, B., et al., Microwave-assisted synthesis and characterization of Bi-substituted yttrium garnet nanoparticles, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 321 (8), pp 1106–1110 (2009) 21 Hosseini Vajargah, S., Madaah Hosseini, H.R., and Nemati, Z.A., Synthesis of nanocrystalline yttrium iron garnets by sol-gel combustion process: The influence of pH of precursor solution, Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, 129 (1–3), pp 211–215 (2006) 22 Vu Thi Hoai Huong, Dao Thi Thuy Nguyet, To Thanh Loan, Luong Ngoc Anh, Nguyen Phuc Duong, Than Duc Hien, Structural and magnetic properties of Y3-2xCa2xFe5-xVxO12 nanoparticles prepared by sol-gel method, The 3rd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (2016) 23 Inoue, M., Arai, K., Fujii, T., and Abe, M., Magneto-optical properties of onedimensional photonic crystals composed of magnetic and dielectric layers, Journal of Applied Physics, 83 (11), pp 6768–6770 (1998) 24 Jonker, G., Analysis of the semiconducting properties of Cobalt, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 9, pp 165–175 (1959) 75 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 25 Jung, H.K., Kim, C.H., Hong, A.R., et al., Luminescent and magnetic properties of cerium-doped yttrium aluminum garnet and yttrium iron garnet composites, Ceramics International, (2019) 26 Karami, M.A., Shokrollahi, H., and Hashemi, B., Investigation of nanostructural, thermal and magnetic properties of yttrium iron garnet synthesized by mechanochemical method, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 324 (19), pp 3065–3072 (2012) 27 Klabunde, K.J., and Hadjipanayis, G.C., Aerosol synthesis of gadolinium iron garnet particles, Journal of Materials Research, (3), pp 712–716 (1992) 28 Klysubun, W., Sombunchoo, P., and Deenan, W., Performance and status of beamline BL8 at SLRI for X-ray absorption spectroscopy, Journal of synchrotron radiation, 936 (19), pp 930–936 (2012) 29 Kodama, R.H., and Berkowitz, A.E., Kodama and Berkowitz 1999 Atomicscale magnetic modeling of oxide nanoparticles, 59 (9), pp 1–16 (1999) 30 Kuroda, C., Kim, T., Hirano, T., Yoshida, K., Namikawa, T., and Yamazaki, Y., “Preparation of nano-sized Bi-YIG particles for micro optics applications,” Electrochimica Acta, 44 (21–22), pp 3921–3925 (1999) 31 Larsen, P.K., and Metselaar, R., Defects and the electronic properties of Y3Fe5O12, Journal of Solid State Chemistry, 12 (3–4), pp 253–258 (1975) 32 Larsen, P.K., and Metselaar, R., Electrical-Properties of Yttrium Iron Garnet at High Temperature, Physical review B, Condensed matter, 14 (6), pp 2520– 2527 (1976) 33 Leal, L.R.F., Guerra, Y., Rodrigues, A.R., and Santos, F.E.P., Structural and magnetic properties of yttrium iron garnet nanoparticles doped with copper obtained by sol gel method, Materials Letters, (2018) 34 Li, X., Liu, H., Wang, J., Cui, H., Yang, S., and Boughton, I.R., Solvothermal synthesis and luminescent properties of YAG : Tb nano-sized phosphors, 66, pp 201–205 (2005) 35 Lucari, F., Terrenzio, E., Tomassetti, G., Lucari, F., Terrenzio, E and Tomassetti, G., Magnetic linear dichroism in Sn doped YIG Magnetic linear dichroism in Sn doped VIG, 2301 (1981), pp 20–23 (2010) 36 Mahour, L.N., Manjunatha, M., Choudhary, H.K., et al., Structural and magnetic properties of Al-doped yttrium iron aluminum garnet ceramics: 57 Fe internal field NMR and Mössbauer spectroscopy study, Journal of Alloys and Compounds, (2018) 37 Mallmann, E.J.J., Sombra, A.S.B., Goes, J.C and Fechine, P.B.A., Yttrium Iron Garnet : Properties and Applications Review, Trans Tech Publications, 76 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 202, pp 65–96 (2013) 38 Metselaar, R., Electrical Properties of Yttrium Iron Garnet.pdf, Physical review B, Condensed matter, 14 (6), (1976) 39 Nazlan, R., Hashim, M., Ibrahim, I.R., et al., Indium-substitution and indiumless case effects on structural and magnetic properties of yttrium-iron garnet, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 85, pp 1–12 (2015) 40 Đào Thị Thủy Nguyệt, Nghiên cứu chế tạo tính chất pherit ganet R3Fe5O12 (R=Y, Gd, Tb, Dy, Ho) kích thước nanomet, Luận án Tiến sĩ, viện ITIMS, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2012) 41 Đào Thị Thủy Nguyệt, Nguyễn Phúc Dương, Thân Đức Hiền, Nghiên cứu chế tạo hạt ferrit garnet R3Fe5O12 (R=Y, Gd, Dy) có kích thước nanomet, Tạp chí phát triển KH CN, 12, pp 27–34 (2012) 42 Niaz, M., Hussain T., Azhar, M and Ahmad, M., Results in Physics Structural , magnetic , dielectric and high frequency response of synthesized rare earth doped bismuth nano garnets (BIG), Results in Physics, 10 (July), pp 784–793 (2018) 43 Okuda, T., Katayama, T., Kobayashi, H., Kobayashi, N., Satoh, K., and Yamamoto, H., Magnetic properties of Bi3Fe5O12 garnet, Journal of Applied Physics, 67 (9), pp 4944–4946 (1990) 44 Pal, M., and Chakravorty, D., Synthesis of nanocrystalline yttrium iron garnet by sol – gel route, Physica E, 5, pp 200–203 (2000) 45 Pardavi-Horvath, M., Microwave applications of soft ferrites, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 215, pp 171–183 (2000) 46 Peña-Garcia, R., Delgado, A., Guerra, Y., et al., Magnetic and structural properties of Zn-doped yttrium iron garnet nanoparticles, Materials and Manufacturing Processes, 213 (9), pp 2485–2491 (2016) 47 Raneesh, B., Rejeena, I., Rehana, P.U., Radhakrishnan, P., Saha, A., and Kalarikkal, N., Nonlinear optical absorption studies of sol-gel derived Yttrium Iron Garnet (Y3Fe5O12) nanoparticles by Z-scan technique, Ceramics International, 38 (3), pp 1823–1826 (2012) 48 Ravel, B., and Newville, M., Athena, Artemis, hephaestus: data analysis for Xray absorption spectroscopy using Ifeffit, Journal of synchrotron radiation, 12 (Pt 4), pp 537–541 (2005) 49 Rehspringer, J.L., Bursik, J., Niznansky, D., and Klarikova, A., Characterisation of bismuth-doped yttrium iron garnet layers prepared by solgel process, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 211 (1–3), pp 291–295 (2000) 77 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 50 Rodriguez-carvajal, J., Recent advances in magnetic structure determination neutron powder diffraction, Physica B, 192, pp 55–69 (1993) 51 Sánchez, R.D., Ramos, C.A., Rivas, J., Vaqueiro, P., and López-Quintela, M.A., Ferromagnetic resonance and magnetic properties of single-domain particles of Y3Fe5O12 prepared by sol-gel method, Physica B: Condensed Matter, 354 (1-4 SPEC ISS.), pp 104–107 (2004) 52 Scardi, P., Mccusker, L.B., Von Dreele, R.B., Cox, D.E., and Loue, D., Rietveld refinement guidelines, J Appl Cryst, 32, pp 36–50 (1999) 53 Shinohara, T., Takeda, S., Matsumoto, Y., and Noro, Y., Magnetic Properties of Polycrystalline Gadolinium Calcium Vanadium and Indium Substituted YIG, IEEE Transactions on Magnetics, 11 (6), pp 1676–1679 (1975) 54 Swagten, H.J.M., Bauer, G.E.W., Tserkovnyak, Y., et al., Handbook of Magnetic Materials, Vol 17, 17, p 673 (2008) 55 Torres, C., P Hernández-Gómez, J.M Moz, et al., Effect of Sn Addition on the Magnetic Aftereffects of Yttrium Iron Garnets, IEEE Transactions on Magnetics, 39 (5 II), pp 3115–3117 (2003) 56 Tucciarone, A., and Gasperis, P.D.E., Electrical properties o f iron garnet films, 114, pp 109–134 (1984) 57 Vajargah, S.H., Hosseini, H.R.M., and Nemati, Z.A., Preparation and characterization of yttrium iron garnet (YIG) nanocrystalline powders by autocombustion of nitrate-citrate gel, 430, pp 339–343 (2007) 58 Vaqueiro, P., and Lo, M.A., Synthesis and Characterization of Yttrium Iron Garnet Nanoparticles, Yournal of solid state chemistry, 126, pp 161–168 (1996) 59 Version, D., A comparative study of the synthesis of nanocrystalline Yttrium Aluminium Garnet using sol-gel and co-precipitation methods, (2019) 60 Wood, D.L., and Remeika, J.P., Optical Transparency of RareEarth Iron Garnets, Journal of Applied Physics, 37 (1232), pp 16–18 (1966) 61 Xu, H., Yang, H., Xu, W., and Feng, S., Magnetic properties of Ce , Gdsubstituted yttrium iron garnet ferrite powders fabricated using a sol – gel method, Journal of materials processing technology 1, 197, pp 296–300 (2008) 62 Xu, H., Yang, H., Xu, W., and Yu, L., Magnetic properties of Bi-doped Y3Fe5O12 nanoparticles, Current Applied Physics, (1), pp 1–5 (2008) 63 Xu, Q., Li, N., Liu, W., Lu, X., Gao, C., and Wang, Y., Effects of Snsubstitution on the microstructure and magnetic properties of Bi-CVG ferrite 78 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 with low temperature sintering, Journal of Alloys and Compounds, 509 (13), pp 4617–4621 (2011) 64 Yang, Q., Zhang, H., Liu, Y., Wen, Q., and Jia, L., The magnetic and dielectric properties of microwave sintered yttrium iron garnet (YIG), Materials Letters, 62, pp 2647–2650 (2008) 65 Yu, H., Zeng, L., Lu, C., Zhang, W., and Xu, G., Synthesis of nanocrystalline yttrium iron garnet by low temperature solid state reaction, Materials Characterization, 62 (4), pp 378–381 (2011) 66 Zhang, X., Liu, H., He, W., Wang, J., Li, X., and Boughton, R.I., Novel synthesis of YAG by solvothermal method, Journal of Crystal Growth, 275, pp 1913–1917 (2005) 67 Zhang, Y., Wang, C.T., Liang, X., Peng, B., Lu, H.P and Zhou, P.H., Enhanced magneto-optical effect in Y1.5Ce1.5Fe5O12 thin fi lms deposited on silicon by pulsed laser deposition, Journal of Alloys and Compounds, 703, pp 591–599 (2017) 68 Zhang, Z., Chen, F., Li, J., Feng, Z., and Nie, Y., Effect of Sn doping on the room temperature magnetodielectric properties of yttrium iron garnet, Journal of Applied Physics, 118 (15), pp 1–6 (2015) 79 Trần Thị Mai Phượng_ITIMS 2019 CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Trần Thị Mai Phượng, Đào Thị Thủy Nguyệt, Nguyễn Phúc Dương, “Đặc trưng I – V tính chất từ hạt nano Y3Fe5-xSnxO12 chế tạo phương pháp sol – gel”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam 80 ... đề: ? ?Nghiên cứu chế tạo tính chất vật lý hạt Y3Fe5- xSnxO12? ??  Mục tiêu nghiên cứu - Làm chủ công nghệ chế tạo hạt Y3Fe5- xSnxO12 (x =  0,1) phương pháp sol – gel - Khảo sát đánh giá thay đổi tính. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ MAI PHƯỢNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CÁC HẠT Y3Fe5- xSnxO12 Chuyên ngành: Khoa học vật liệu LUẬN... luận văn tập trung vào nghiên cứu quy trình cơng nghệ chế tạo hạt nano YIG pha tạp Sn4+ không hợp thức ảnh hưởng ion Sn4+ lên các tính chất từ, tính chất dẫn điện hạt YIG chế tạo phương pháp sol