Cấu trúc tinh thể và tính chất từ của hạt nano pherit spinen niy0 1fe1 9o4 chế tạo bằng phương pháp sol gel

  ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI  TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - -  Nguyễn Thị Ly CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HẠT NANO PHERIT SPINEN NiY0,1Fe1,9O4 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL - GEL   LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC  Hà Nội - 2014  Nguyễn Thị Ly     ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI  TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - -  Nguyễn Thị Ly CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HẠT NANO PHERIT SPINEN NiY0,1Fe1,9O4 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL – GEL Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt  Mã số: Đào tạo thí điểm    LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC    NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:    PGS TS Nguyễn Phúc Dương Hà Nội - 2014  Nguyễn Thị Ly LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS. TS.    Nguyễn  Phúc  Dương-  người  thầy  đã  hướng  dẫn,  giúp  đỡ  tơi  hồn  thành  luận  văn  này. Trong suốt q trình học tập và thực hiện luận văn, tơi đã nhận được sự hướng  dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy. Thầy khơng chỉ truyền thụ cho tơi những kiến thức  khoa học q giá mà cịn là tấm gương sáng về tinh thần nghiên cứu khoa học hăng  say, nghiêm túc để tơi noi theo.  Tơi  xin  cảm  ơn  Viện  ITIMS  -Trường  Đại  học  Bách  Khoa  Hà  Nội  đã  tạo  những điều kiện thuận lợi nhất để tơi có thể hồn thành luận văn. Đặc biệt xin được  gửi lời cảm ơn sâu sắc tới NCS. Lương Ngọc Anh cùng các anh chị trong nhóm Vật  liệu Từ - Viện ITIMS đã nhiệt tình hỗ trợ và đóng góp những ý kiến hết sức chân  thành và q giá cho luận văn của tơi.  Tơi cũng muốn gửi lời cảm ơn đến GS. TS Lưu Tuấn Tài cùng các thầy, cơ  trong  khoa  Vật  lý  nói  chung  và  trong  chun  ngành  Vật  lý  Nhiệt  nói  riêng  của  trường Đại học Khoa học tự Nhiên đã truyền thụ cho tơi những kiến thức q báu  để tơi có đủ khả năng hồn thành luận văn này.  Cuối cùng, tơi khơng qn gửi lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè của  tơi-  những  người  đã  ln  động  viên,  giúp  đỡ  và  chia  sẻ  những  khó  khăn  với  tơi  trong suốt thời gian qua.  Tôi xin chân thành cảm ơn và xin chúc tất cả mọi người sức khỏe, luôn vui  vẻ và thành đạt trong cuộc sống.                Hà Nội, tháng 11  năm 2014  Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ly     Nguyễn Thị Ly   MỤC LỤC MỞ ĐẦU   1  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU PHERIT SPINEN 1.1.Tính chất cơ bản của pherit spinen dạng khối.   3  1.1.1.Cấu trúc tinh thể của pherit spinen.   3  1.1.2.Tính chất từ trong pherit spinen.  . 7  1.1.2.1.Tương tác trao đổi trong pherit spinen  . 8  1.1.3.Lý thuyết trường phân tử đối với pherit spinen có hai phân mạng từ . 10  1.2.Hạt pherit spinen có kích thước nanomet.   15  1.2.1.Các tính chất đặc trưng trong hạt nano pherit spinen . 15  1.2.1.1. Mơ hình lõi vỏ.  . 15  1.2.1.2. Dị hướng từ bề mặt.  . 16  1.2.1.3. Sự suy giảm mơmen từ theo hàm Bloch.   16  1.2.1.4. Hình thành cấu trúc đơn đơmen.   17  1.2.1.5. Sự thay đổi nhiệt độ chuyển pha Curie.   18  1.2.1.6. Hiện tượng siêu thuận từ.  . 19  1.2.2.Một số ứng dụng của hạt nano pherit spinen.   22  1.2.3. Những nghiên cứu về hạt nano pherit niken có sự pha tạp.   25  CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 29 2.1.Phương pháp chế tạo hạt nano.   29  2.1.1.Giới thiệu về phương pháp sol- gel.   29  2.1.2.Quy trình tổng hợp và chế tạo mẫu bằng phương pháp sol- gel.   34  2.2.Các phương pháp khảo sát và đo lường tính chất của mẫu.   36  2.2.1.Phương pháp nhiễu xạ tia X.   36  2.2.2.Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại.  . 39  2.2.3.Phương pháp kính hiển vi điện tử quét  40  2.2.4.Máy quang phổ phát xạ liên kết cảm ứng plasma.   42  2.2.5.Từ kế mẫu rung.   43  Nguyễn Thị Ly CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1.Cấu trúc của hạt nano NiFe2O4 và NiY0,1Fe1,9O4.   44  3.1.1.  Kết quả đo nhiễu xạ tia X.   44  3.1.2.  Kết quả phân tích phổ hồng ngoại- IR.  . 48  3.1.3.  Kết quả phân tích ảnh SEM.  . 49  3.2.Tính chất từ của hạt nano NiFe2O4 và NiY0,1Fe1,9O4.   50  3.2.1.  Q trình từ hóa   50  3.2.2.  Mơmen từ tự phát phụ thuộc vào nhiệt độ- nhiệt độ Curie.  . 54  3.2.3.  Nhiệt độ khóa.   56  KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60             Nguyễn Thị Ly DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc tinh thể của pherit spinen.   5  Hình 2: Các kiểu tương tác trao đổi trong vật liệu từ.   9  Hình 3: Một vài dạng cấu hình sắp xếp iơn trong mạng spinen   9  Hình 4: Mơmen từ phụ thuộc vào nhiệt độ của pherit spinen   12  Hình 5:Từ độ bão hịa  phụ thuộc vào nhiệt độ của pherit spinen   12  Hình 6: Momen từ bão hịa ở 0 K của các pherit spinen.   14  Hình 7: Mơ hình lõi vỏ   15  Hình 8: Cấu trúc đa đơmen và đơn đơmen trong hạt từ.   17  Hình 9: Đường cong từ hóa của các vật liệu từ.  . 20  Hình 10: Momen từ hướng theo trục dễ : T>TB, momen từ hướng theo từ trường  ngồi TB