Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu chủ yếu của đề tài là chế tạo thành công vật liệu BaFeO3-δ pha tạp Ti và khảo sát một cách hệ thống tính chất cấu trúc, từ, điện và điện môi của hệ vật liệu qua đó thiết lập cơ chế hình thành và bản chất của mối tương quan giữa tính chất vật lý của hệ vật liệu nghiên cứu.
MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11 1.1 Tính chất cấu trúc hệ vật liệu BaFeO3-δ 11 1.2 Tính chất từ vật liệu 6H-BaFeO3-δ 14 1.3 Hiệu ứng từ điện môi mạnh số điện môi khổng lồ vật liệu 6H-BaFeO3-δ 16 Chương 2: CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 19 2.1 Chế tạo mẫu phương pháp phản ứng pha rắn 19 2.2 Phép đo nhiễu xạ xác định cấu trúc mẫu nghiên cứu 20 2.2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp nhiễu xạ 20 2.2.2 Phương pháp xử lí số liệu nhiễu xạ Rietveld 22 2.2.3 Phép đo nhiễu xạ tia X 24 2.2.4 Phép đo nhiễu xạ nơtron phổ kế nơtron DN-12 25 2.2.5 Phép đo hấp thụ tia X (XAS) 27 2.2.6 Phép đo từ nhiệt đường cong từ hóa 28 2.2.7 Phép đo tính chất điện vật liệu 28 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Ảnh hưởng pha tạp Ti đến cấu trúc tinh thể hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 29 3.2 Nghiên cứu biến thiên hóa trị iơn Fe hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ theo nồng độ pha tạp Ti 33 3.3 Ảnh hưởng pha tạp Ti đến tính chất từ hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 36 3.4 Ảnh hưởng pha tạp Ti đến tính chất điện mơi hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 43 3.5 Tính chất dẫn điện hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 57 CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Các chữ viết tắt AFM FC Fe K-edge XAS FM PPMS Phản sắt từ Chế độ làm lạnh có từ trường Phổ hấp thụ tia X vùng lượng lớp K sắt Sắt từ Hệ đo tính chất vật lý SPH VRH XAS ZFC 6H Mơ hình polaron bán kính nhỏ Mott-Davis Mơ hình khoảng nhảy biến thiên Mott Phương pháp hấp thụ tia X Chế độ làm lạnh khơng có từ trường Cấu trúc dạng lục giác hệ BaFeO3 Các ký hiệu a, b, c, α, β, γ A B C Ea f LT kB HT H HC M Mr MS M1 M2 T Các số mạng sở Vị trí ion đất hay kiềm thổ cấu trúc perovskite ABO3 Vị trí ion kim loại chuyển tiếp cấu trúc perovskite ABO3 Hằng số Curie Năng lượng kích hoạt Tần số điện trường Q trình phục hồi điện môi nhiệt độ thấp Hằng số Boltzmann Quá trình phục hồi điện mơi nhiệt độ cao Từ trường Lực kháng từ Từ độ Từ độ dư Từ độ bão hịa Vị trí ion Fe/Ti cấu trúc 6H BaFeO3 Vị trí ion Fe/Ti cấu trúc 6H BaFeO3 Nhiệt độ tuyệt đối t tanδ Tb Tf Tirr Tmax TN T* α δ χ ε' μeff θp Thừa số dung hạn Độ tổn hao điện mơi Nhiệt độ khóa Nhiệt độ đóng băng spin Nhiệt độ phân tách đường ZFC FC Nhiệt độ đỉnh q trình phục hồi điện mơi Nhiệt độ chuyển pha phản sắt từ Nhiệt độ chuyển pha từ nhiệt độ thấp Độ dài định xứ Độ khiếm khuyết oxy Độ cảm từ Hằng số điện môi Mô men từ hiệu dụng Nhiệt độ thuận từ Curie Thuật ngữ tiếng Anh Brownmillerite Khoáng oxit với cơng thức hóa học Ca2(Al,Fe)2O5 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình 1.1 Cấu trúc tinh thể perovskite lập phương ABO3 1.2 Sơ đồ chuyển pha cấu trúc gây xoay hình bát diện BO6 vật liệu ABO3 Trang 11 12 1.3 Mô hình cấu trúc tinh thể lục giác 6H BaFeO3-δ 13 1.4 Cấu trúc pha từ pha cấu trúc hệ BaMnO3-δ 14 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ truyền thống 19 2.2 Sơ đồ tán xạ sóng phẳng 20 2.3 2.4 Cấu trúc hệ thống nhiễu xạ theo phương pháp thời gian bay Hệ thống detector phổ kế DN-12 26 27 Phổ nhiễu xạ tia X (a) nhiễu xạ neutron (b) nhiệt độ phòng hệ mẫu BaFe1-xTixO3-δ (x = 0,05; 0,10; 0,15 3.1 0,20) Các vạch thẳng đứng bên thể vị trí tính tốn đỉnh nhiễu xạ pha cấu trúc lục giác 6H Các đỉnh 29 nhiễu xạ silic sử dụng để hiệu chuẩn phổ đánh dấu ký hiệu Si Phổ Fe K-edge XAS đạo hàm bậc độ hấp thụ 3.2 theo lượng mẫu BaFe1-xTixO3-δ (x = 0,05; 0,1; 0,2) mẫu chuẩn α-Fe2O3 Vạch thẳng đứng màu xanh đánh dấu 33 vị trí bờ hấp thụ 3.3 Đường phụ thuộc từ độ theo nhiệt độ ZFC FC mẫu nghiên cứu BaFe1-xTixO3-δ với x = 0,05 ; 0,1; 0,15; 0,2 36 Phổ nhiễu xạ nơtron BaFe1-xTixO3-δ với x = 0,05 0,10 3.4 10 K đo với góc tán xạ 2θ = 90˚ (a) 45,5˚ (b) Các vạch thẳng đứng bên thể vị trí tính tốn 39 đỉnh nhiễu xạ pha cấu trúc lục giác 6H Đường phụ thuộc từ độ theo từ trường nhiệt độ khác 3.5 mẫu x = 0,05 (a) 0,10 (c) Hình (b) (d) thể kết khớp hàm số liệu M(H) T = K 40 mẫu x = 0,05 0,10 Sự phụ thuộc nhiệt độ tham số HC, Mr χ 3.6 mẫu với nồng độ pha tạp Ti x =0,05 (trái) x = 0,10 41 (phải) Sự phụ thuộc theo nhiệt độ số điện môi ε' tanδ 3.7 tần số khác hệ mẫu BaFe1-xTixO3-δ với x = 43 0,05; 0,10; 0,15 0,20 Sự phụ thuộc theo nhiệt độ số điện môi ε' tanδ 3.8 tần số khác hệ mẫu BaFe1-xTixO3-δ với x = 46 0,05; 0,10; 0,15 0,20 Sự phụ thuộc nhiệt độ điện trở suất mẫu 3.9 BaFe1-xTixO3-δ kết phân tích theo (a) mơ hình nhảy phạm vi biến Mott (b) 47 DANH MỤC CÁC BẢNG TT 2.1 Tên bảng Thông số kênh nhiễu xạ DN-12 Trang 26 Các tham số cấu trúc khoảng cách ion góc 3.1 liên kết đặc trưng cho cấu trúc tinh thể hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ (0,05; 0,10; 0,15 0,20) thu từ kết 31 xử lí phổ nhiễu xạ nơtron nhiệt độ phòng Các nhiệt độ đặc trưng Tirr, T* TB, nhiệt độ thuận từ Curie 3.2 θp, số Curie C, giá trị mômen từ hiệu dụng thực nghiệm 37 lý thuyết μeff mẫu BaFe1-xTixO3-δ 3.3 Các tham số đặc trưng cho trình phục hồi điện mơi độ dẫn hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 45 DANH MỤC CÔNG BỐ CỦA LUẬN VĂN N T Dang, D P Kozlenko, N Tran, B W Lee, T L Phan, R P Madhogaria, V Kalappattil, D S Yang, S E Kichanov, E V Lukin, B N Savenko, P Czarnecki, T A Tran, V L Vo, L T P Thao, D T Khan, N Q Tuan, S H Jabarov and M H Phan, Structural, magnetic and electronic properties of Ti-doped BaFeO3-δ exhibiting colossal dielectric permittivity, Journal of Alloys and Compounds 808 (2019) 151760 MỞ ĐẦU Vật liệu đa pha điện từ thể mối tương quan mạnh tính chất điện mơi từ tính thu hút quan tâm lớn cộng đồng nhà nghiên cứu khoa học tiềm ứng dụng thực tiễn nhiều lĩnh vực lọc tùy chỉnh viba, sản xuất anten, cảm biến từ, đầu dò spin điện tử, mà tượng vật lý phức tạp bên chúng Thông thường, hiệu ứng từ điện môi phát vật liệu đa pha điện từ số điện môi chất liên quan trực tiếp đến độ phân cực điện liên quan gián tiếp đến trạng thái trật tự từ Tuy nhiên, hiệu ứng từ điện mơi xảy số vật liệu không sở hữu độ phân cực điện dư Trong trường hợp này, chế tượng cho hệ kết hợp hiệu ứng từ trở hiệu ứng Maxwell-Wagner Gần đây, hiệu ứng từ điện môi mạnh với chất tương tự phát vật liệu BaFeO3-δ sở hữu cấu trúc 6H lục phương tâm khối thuận điện Hơn nữa, vật liệu phát sở hữu số điện môi khổng lồ ε ~107 nhiệt độ phòng Sự đồng tồn hiệu ứng từ điện môi mạnh số điện môi khổng lồ hứa hẹn khả ứng dụng thực tiễn cao loại vật liệu Tuy nhiên, chất hình thành số điện mơi khổng lồ mối tương quan từ điện môi dạng vật liệu chưa hoàn toàn sáng tỏ Sự hiểu biết chất tượng vật lý nêu có ý nghĩa quan trọng việc định hướng chế tạo vật liệu đa chức với tính chất ưu việt Ngồi ra, pha tạp kim loại chuyển tiếp khác vào BaFeO3-δ làm thay đổi khiếm khuyết oxygen, tính chất hình thái biên hạt Điều dẫn đến thay đổi tính chất vật lý tính chất từ, tính chất điện vật liệu từ thiết lập tác nhân ảnh hưởng đến tính chất quan tâm vật liệu nghiên cứu Ngoài ra, nghiên cứu trước pha tạp iôn Ti4+ phát làm tăng cường tính sắt từ tính chất điện mơi vật liệu Ví dụ pha tạp Ti làm tăng cường tính chất sắt từ màng mỏng BaFeO3-δ thông qua tăng nồng độ iôn Fe4+ giảm khiếm khuyết oxygen Bên cạnh đó, lai hóa mạnh quỹ đạo 3d0 trống Ti4+ 2p nguyên tử oxy dự đoán gây lệch chuyển Ti4+ từ tâm hình bát diện kéo theo xuất độ phân cực tự phát cục đồng thời cải thiện tính chất điện mơi Chính thế, pha tạp ion Ti dự kiến cải thiện tính chất từ tính chất điện mơi vật liệu BaFeO3-δ Bên cạnh đó, vật liệu BaFeO3-δ cịn thể tính chất vật lý phức tạp tính chất cấu trúc tính chất từ phụ thuộc vào nồng độ khiếm khuyết oxy bất kiểm soát δ Sự pha tạp Ti vào vật liệu BaFeO3-δ dẫn đến hàng loạt tính chất vật lý thú vị Tuy nhiên, đến thời điểm tại, chưa có nghiên cứu khảo sát cách cụ thể ảnh hưởng pha tạp Ti đến tính chất vật lý vật liệu BaFeO3-δ Do đó, nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu cách hệ thống tính chất cấu trúc, tính chất từ tính, tính chất điện hệ đa tinh thể 6HBaFe1-xTixO3-δ (x = 0,05; 0,1; 0,15; 0,2) cách sử dụng kết hợp phương pháp thực nghiệm, phổ hấp thụ tia X, nhiễu xạ tia X nhiễu xạ neutron, phép đo từ tính chất điện mơi Mục tiêu chủ yếu đề tài chế tạo thành công vật liệu BaFeO3-δ pha tạp Ti khảo sát cách hệ thống tính chất cấu trúc, từ, điện điện mơi hệ vật liệu qua thiết lập chế hình thành chất mối tương quan tính chất vật lý hệ vật liệu nghiên cứu Cấu trúc luận văn: Luận văn gồm chương Chương Tổng quan tài liệu Chương Các kỹ thuật thực nghiệm Chương Kết thảo luận Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo 10 Sự phụ thuộc theo nhiệt độ số điện môi ε' tanδ các tần số khác hệ mẫu BaFe1-xTixO3-δ trình bày hình 3.7 Có thể thấy hình 3.7, mẫu nghiên cứu thể tăng mạnh ε' theo nhiệt độ kéo theo đỉnh cực đại đường tanδ Các tượng đặc trưng cho vật liệu điện môi khổng lồ CaCu3Ti4O12 hợp chất liên quan [18], [36], [37] Khi nồng độ pha tạp Ti tăng, ngoại trừ x = 0,10, số điện môi ε' tăng đáng kể Giá trị nhiệt độ phòng ε' tăng từ ~103 x = 0,05 đến ~ 104 x = 0,15 0,20 tương đương với giá trị tìm thấy vật liệu số điện môi khổng lồ CaCu3Ti4O12 dải nhiệt độ tần số [18], [37] Hằng số điện môi nội ε0'= ε'T→0 không phụ thuộc vào nhiệt độ tần số Số liệu thực nghiệm cho thấy ε0' phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Ti Các giá trị ε0' f = 13 kHz 15, 24, 27 26 x = 0,05; 0,10; 0,15 0,20 tương đồng với giá trị công bố trước đối vật liệu đồng cấu trúc 6H khác [42] Đỉnh hồi phục điện môi đường cong tanδ có dạng bất đối xứng mẫu x = 0,05 sau tính đối xứng tăng dần theo nồng độ pha tạp Ti tách thành hai đỉnh rõ rệt x = 0,20 Điều chứng tỏ đồng tồn hai trình phục hồi điện mơi hệ vật liệu Q trình phục hồi điện mơi nhiệt độ cao kí hiệu HT q trình cịn lại kí hiệu LT Một điều cần lưu ý, mẫu x = 0,10 giá trị số điện môi giảm đáng kể so với nồng độ lại đồng thời đỉnh phục hồi điện môi nhiệt độ cao không phát Điều chứng tỏ trình phục hồi điện môi HT nguồn gốc số điện môi khổng lồ hệ vật liệu Sự phụ thuộc theo tần số điện trường vị trí đỉnh cực đại Tmax trình phục hồi điện môi thiết lập Chúng nhận thấy hai q trình phục hồi điện mơi LT HT tuân theo quy luật Arrhenius f = f0exp(–Ea/kBT), f0 tham số Ea lượng kích hoạt q trình hồi phục điện mơi (hình 3.8) Các giá trị thu f0 Ea liệt kê bảng 3.3 44 Hình 3.8 Mối quan hệ Arrhenius tần số f Tmax q trình phục hồi điện mơi LT (ở trên) HT (bên dưới) Bảng 3.3 Các tham số đặc trưng cho trình phục hồi điện môi độ dẫn hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ Quá trình phục hồi điện mơi x LT Ea HT Độ dẫn SPH VRH f0 (Hz) Ea (eV) f0 (Hz) EP (eV) T0 (K) 0,05 (eV) 0,254 5,99×1012 0,231 2,80×1011 0,208 - 0,10 0,246 6,00×1012 - - 0,295 - 0,15 0,260 1,74×1012 0,264 1,41×1011 - 1,00×109 0,20 0,280 1,22×1012 0,494 1,44×1013 - 1,82×109 45 Đối với q trình LT, giá trị Ea tương đồng với giá trị công bố q trình phục hồi điện mơi gây nhảy qua lại điện tử ion Fe với hóa trị khác [26], [48], [56] Hơn nữa, phương pháp đo điện trở suất đưa giá trị lượng kích hoạt độ dẫn có giá trị gần giá trị kích hoạt trình phụ hồi LT Các kết cho phép khẳng định chất q trình phục hồi điện mơi LT liên quan đến nhảy điện tử ion Fe3+ Fe4+ Còn chất q trình phục hồi điện mơi nhiệt độ cao HT, nghiên cứu trước hiệu ứng phân cực điện môi Maxwell Wagner liên quan đến tích tụ hạt mang điện tích biên hạt mặt phân cách điện cực mẫu nguồn gốc hiệu ứng điện môi khổng lồ mẫu đa tinh thể [72] Bởi thí nghiệm đo tính chất điện môi, sử dụng sử dụng keo bạc làm điện cực trình làm điện cực nhau, nên đóng góp điện cực vào tính chất điện mẫu Hơn nữa, thông thường Hơn nữa, cường độ đỉnh cực đại q trình phục hồi điện mơi HT tăng theo tần số điện trường Xu hướng không mong đợi hiệu ứng phân cực điện cực mơi điện cực gây [72] Chính thế, cho chế phân cực điện môi Maxwell-Wagner biên hạt nguồn gốc hiệu ứng điện môi khổng lồ mẫu nghiên cứu luận văn 46 3.5 Tính chất dẫn điện hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ Hình 3.9 Sự phụ thuộc nhiệt độ điện trở suất mẫu BaFe1-xTixO3-δ kết phân tích theo (a) mơ hình polaron bán kính nhỏ Mott-Davis mơ hình khoảng nhảy biến thiên Mott (b) Sự phụ thuộc điện trở suất mẫu nghiên cứu khảo sát phương pháp tổng trở kháng với tần số f = Hz Như thấy hình 3.8, tất mẫu nghiên cứu thể tính bán dẫn - điện trở giảm liên tục nhiệt độ tăng Một số nghiên cứu trước phát chế độ dẫn kích hoạt nhiệt với ln(ρ) ~ (Ea/kBT) hệ BaFe1-xTixO3-δ [31] hệ đồng cấu trúc khác BaTiO3-δ [31] BaMn1-xFexO3-δ [42] Tuy nhiên, hệ pha tạp, phân bố bất trật tự ion dương khuyết tật oxygen tạo hố ngẫu nhiên mạng tinh thể có xu 47 hướng giam giữ điện tử [18] Do đó, trường hợp này, dẫn điện thực thông qua liên kết điện tử với phonon thông qua mô hình polaron bán kính nhỏ Mott-Davis (SPH) ln(ρ/T) ~ (EP/kBT) mơ hình khoảng nhảy biến thiên Mott (VRH) ln(ρ) ~ (T0/T)1/4 [59], [69] Chúng thấy mức pha tạp Ti thấp x = 0,05 0,10 điện trở suất tn theo mơ hình SPH Năng lượng kích hoạt q trình dẫn điện EP tăng từ 0,208 eV cho x = 0,05 đến 0,295 eV cho x = 0,10 Tuy nhiên, x = 0,15, phát lệch đường phụ thuộc điện trở theo nhiệt độ so với mơ hình SPH, chứng tỏ chuyển đổi chế dẫn điện (xem hình 3.8a) Kết khớp hàm cho thấy mơ hình VRH mơ tả phù hợp số liệu điện trở suất mẫu x = 0,15 0,20 (xem hình 3.8b) Cơ chế truyền dẫn VRH quan sát số perovskite 6H khác BaTiO2,88 khiếm khuyết oxygen [64] BaRu2/3M1/3O3 (M = Fe, Co, Ni, Cu, and In) [55] Trong mơ hình VRH, nhiệt độ đặc trưng T0 tỷ lệ nghịch với lập phương độ dài định xứ α3 mật độ điện tử trạng thái N(EF) [69] T0 tìm thấy tăng từ 1,00 × 109 K lên 1,82 × 109 K x tăng từ x = 0,15 đến x = 0,20 chứng tỏ α giảm theo nồng độ Ti trạng thái N(EF) gần không đổi cho hệ nghiên cứu Trong mơ hình VRH, lượng kích hoạt xác định Ehop = 0,25kBT01/4T3/4 [59], T biểu thức giá trị trung bình nhiệt độ đỉnh tanδ q trình phục hồi điện mơi LT Giá trị thu Ehop 0,206 eV T = 203,4 K nồng độ x = 0,15 0,260 eV T = 227,1 K nồng độ x = 0,20 Đáng ý lượng kích hoạt độ dẫn gần với lượng kích hoạt q trình phục hồi điện mơi LT, chứng tỏ chất tương đồng trình Hơn nữa, kết hấp thụ tia X cho thấy tồn ion Jahn-Teller Fe4+ [52] đồng tồn với Fe3+ mẫu nghiên cứu Khi điện tử nhảy qua lai Fe4+ sang Fe3+ kéo theo dịch chuyển biến dạng Jahn-Teller vị trí này, dẫn đến xuất độ dẫn bước 48 nhảy polaron Hơn nữa, cặp ion Fe4+-Fe3+ gần hoạt động momen phân cực điện cục Dưới tác động điện trường ngồi, q trình dịch chuyển polaron xem xét trình lật momen phân cực điện cục kéo theo thay đổi mạnh tính chất điện mơi [30], [37], [53], [71] Dựa luận điểm này, chúng tơi kết luận q trình phục hồi điện mơi LT liên quan đến nhảy điện tử Fe3+ Fe4+ tác động điện trường 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận văn này, nghiên cứu cách có hệ thống chi tiết tính chất điện tử, cấu trúc, từ tính tính chất điện hệ vật liệu BaFeO3-δ pha tạp Ti Chúng rút kết luận sau: Các mẫu nghiên cứu đơn pha cấu trúc lục giác dạng 6H Ti thay Fe hai vị trí M1 M2 với nồng độ lớn M2 Sự pha tạp Ti làm tăng tính bất đối xứng hình bát diện chung đỉnh M2O6 Điều giải thích lai hóa mạnh 3d0 ion Ti4+ 2p ion O2- Kết phân tích phổ hấp thụ tia X cho thấy đồng tồn mẫu nghiên cứu ion Fe3+/Fe4+ Tỉ lệ Fe3+/Fe4+ mẫu nghiên cứu không phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Ti Dựa theo qui tắc cân hóa trị, thiết lập độ khiếm khuyết oxygen mẫu nghiên cứu giảm theo nồng độ pha tạp Ti Sự pha tạp Ti phá hủy hoàn toàn pha trật từ phản sắt từ dài dạng xoắn ốc tồn BaFeO3-δ tinh khiết dẫn đến hình thành trạng thái từ tính khơng đồng với tồn đám thủy tinh sắt từ phản sắt từ pha thuận từ Phát số điện môi khổng lồ hầu hết mẫu nghiên cứu Đồng thời, phát hai q trình phục hồi điện mơi Q trình điện mơi nhiệt độ cao gây hiệu ứng phân cực điện môi Maxwell - Wagner biên hạt trình nguồn gốc số môi khổng lồ mẫu nghiên cứu Trong đó, q trình phục hồi điện mơi nhiệt độ thấp có nguồn gốc dẫn điện liên quan đến nhảy điện tử ion Fe3+ Fe4+ Sự pha tạp Ti dẫn đến chuyển đổi chế dẫn điện từ chế bước nhảy polaron nhỏ mẫu x = 0,05 0,10 sang chế khoảng nhảy biến thiên mẫu x = 0,15 0,20 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Adkin J J., Hayward, M A BaMnO3-x revisited: A structural and magnetic study Chem Mater 19 (2007) 755–762 Ahmed R., Wang S T., Sun J., Wang J., Li T Y., Yu Y., Li Q.J., Wang C C Colossal dielectric behavior in BaFeO3-δ ceramics Ceram Int 45 (2019) 13484–13487 Aksenov V L., Balagurov A M., Glazkov V P., Kozlenko D P., Naumov I V., Savenko B N., Sheptyakov D V., Somenkov V A., Bulkin A P., Kudryashev V A., Trounov V A DN-12 time-of-flight high-pressure neutron spectrometer for investigation of microsamples Phys B 265 (1999) 258–262 Aziz F., Chandra M., Khare A., Pandey P., Mavani K R Effects of Tidoping on evolution of coexisting magnetic phases in BaFeO3–δ thin films at room temperature J Appl Phys 115 (2014) 223907 Bacon G E., Lonsdale K Neutron diffraction Reports on Progress in Physics 16 (1953) 301115 Bartel C J., Sutton C., Goldsmith B R., Ouyang R., Musgrave C B., Ghiringhelli L M., et al New tolerance factor to predict the stability of perovskite oxides and halides Sci Adv (2019) eaav0693 Catalan G Magnetocapacitance without magnetoelectric coupling Appl Phys Lett 88 (2006) 1–4 Cohen R E Origin of ferroelectricity in perovskite oxides Nature 358 (1992) 136–138 Dang N T., Kozlenko D P., Tran N., Lee B W., Phan T L., Madhogaria R P., Kalappattil V., Yang D S., Kichanov S E., Lukin E V., Savenko B N., Czarnecki P., Trang T A., Vo V L., Thao L T P., Khan D T., Tuan N Q., Jabarov S H., Phan M H Structural, magnetic and electronic properties of Ti-doped BaFeO3-δ exhibiting colossal dielectric permittivity J Alloys Compd 808 (2019)151760 10 Dang N V., Dang N T., Ho T A., Tran N., Phan T L Electronic structure and magnetic properties of BaTi1-xMnxO3 Curr Appl Phys 18 (2018) 150–154 11 De Groot, F., Vankó, G., Glatzel, P The 1s x-ray absorption pre-edge structures in transition metal oxides J Phys Condens Matter 21 (2009) 104207 51 12 Fujimori A., Matsushita Y., Nishi M., Yamamoto T., Kawakami T., Takano M., Hayashi N., Kageyama H., Watanabe Y BaFeO3: A Ferromagnetic Iron Oxide Angew Chemie Int Ed 50 (2011) 12547–12550 13 Gallagher P K., Macchesney J B., Buchanan D N E Mössbauer effect in the system SrFeO2.5-3.0 J Chem Phys 41 (1964) 2429–2434 14 Glazer A M Simple ways of determining perovskite structures Acta Crystallogr Sect A 31 (1975) 756 15 Goldschmidt V M Die Gesetze der Krystallochemie Die Naturwissenschaften, 14(21) (1926) 477–485 16 Goossens D J., Wilson K F., James M., Studer A J Wang X L Structural and magnetic properties of Y0.33Sr0.67CoO2.79 Phys Rev B 69 (2004) 134411 17 Grins J., Dariusz W., Kjell J., Stefan C., Jordi J B., Gunnar S A structural study of Ruddlesden-Popper phases Sr3-xYx(Fe1.25Ni0.75)O7-δ with x ≤ 0.75 by neutron powder diffraction and EXAFS/XANES spectroscopy J Mater Chem A (2018) 1–11 18 Grubbs R K., Venturini E L., Clem P G., Richardson J J., Tuttle B A., Samara G A Dielectric and magnetic properties of Fe- and Nb-doped CaCu3Ti4O12 Phys Rev B 72 (2005) 104111 19 He C., Torija M A., Wu J., Lynn J W., Zheng H., Mitchell J F., et al Non-Griffiths-like clustered phase above the Curie temperature of the doped perovskite cobaltite La1-xSrxCoO3 Phys Rev B 76 (2007) 014401 20 Homes C C., Vogt T., Shapiro S M., Wakimoto S., Ramirez A P Optical response of high-dielectric-constant perovskite-related oxide Science 293 (2001) 673–676 21 Howard C J., Stokes H T (2002) Group-Theoretical Analysis of Octahedral Tilting in Perovskites Erratum Acta Crystallographica Section B Structural Science, 58(3), 565–565 22 Hozoi L., de Vries A H., Broer R X-ray spectroscopy at the Mn K edge in LaMnO3 An ab initio study Phys Rev B 64 (2001) 4–7 23 Hunpratub S., Thongbai P., Yamwong T., Yimnirun R., Maensiri S Dielectric relaxations and dielectric response in multiferroic BiFeO ceramics Appl Phys Lett 94 (2009) 062904 24 Iga F., Nishihara Y., Kido G., Takeda Y Mössbauer effect and highfield magnetization of BaFeO3-y J Magn Magn Mater 104–107 (1992) 1969–1972 52 25 Ignatov A Y., Ali N., Khalid S K-edge XANES study of the La1xCaxMnO3 colossal magnetoresistive manganites Phys Rev B 64 (2001) 014413 26 Ikeda N., Mori S., Yoshii K Ferroelectricity from iron valence ordering in the charge-frustrated system LuFe2O4 Nature 436 (2005) 1136–1138 27 Izyumov Yu A., Naish V E., Ozerov R P Neutron Diffraction of Magnetic Materials (Boston, MA: Springer US 1991) 28 Izyumov Yu A, Ozerov R P (1995) Magnetic Neutron Diffraction (Boston, MA: Springer US 1991) 29 Jacobson A J A powder neutron diffraction study of the structure of and oxygen vacancy distribution in 6H BaFeO2.79 Acta Crystallogr Sect B Struct Crystallogr Cryst Chem 32 (1976) 1087–1090 30 Kao K C Dielectric Phenomena in Solids (Elsevier Academic Press, 2004) 31 Kaur J., Kotnala R K., Verma K C Multiferroic properties of Ba(FexTi1-x)O3 nanorods Mater Lett 65 (2011) 3160–3163 32 Kozlenko D P., Dang N T., Phan T L., Kichanov S E., Khiem L H., Jabarov S G., Tran T A., Manh T V., Le A T., Nguyen T K., Savenko B N The structural, magnetic and vibrational properties of Ti-doped BaMnO3 J Alloys Compd 695 (2017) 2539–2548 33 Krohns S., Lunkenheimer P., Meissner S., Reller A., Gleich B., Rathgeber A., Gaugler T., Buhl H U., Sinclair D C., Loidl A The route to resource-efficient novel materials Nat Mater 10 (2011) 899–901 34 Kumar D., Banerjee A Coexistence of interacting ferromagnetic clusters and small antiferromagnetic clusters in La0.5Ba0.5CoO3 J Phys Condens Matter 25 (2013) 216005 35 Lawes G., Ramirez A P., Varma C M., Subramanian M A Magnetodielectric effects from spin fluctuations in isostructural ferromagnetic and antiferromagnetic systems Phys Rev Lett 91 (2003) 257208 36 Liu X., Fan H., Shi J., Li Q Origin of anomalous giant dielectric performance in novel perovskite: Bi0.5−xLaxNa0.5−xLixTi1−yMyO3 (M = Mg2+, Ga3+) Sci Rep 5, (2015) 12699 37 Lunkenheimer P., Krohns S., Riegg S., Ebbinghaus S G., Reller A., Loidl A Colossal dielectric constants in transition-metal oxides Eur Phys J Spec Top 180 (2009) 61–89 38 MacChesney J B., Potter J F., Sherwood R C., Williams H J Oxygen Stoichiometry in the Barium Ferrates; Its Effect on Magnetization and Resistivity J Chem Phys 43 (2005) 3317–3322 53 39 Makhdoom A R., Akhtar M J., Khan R T.A., Rafiq M A., Hasan M M., Sher F., Fitch A N Association of microstructure and electric heterogeneity in BiFeO3 Mater Chem Phys 143 (2013) 256–262 40 Mamin R F., Egami T., Marton Z., Migachev S A Giant dielectric permittivity and magnetocapacitance in La0.875Sr0.125MnO3 single crystals Phys Rev B 75 (2007) 115129 41 Miranda L Boulahya K., Hernando M., Sinclair D C., JiménezVillacorta F., Varela A., González-Calbet J M., Parras M Structurecomposition-property relationships of 6H-BaTi1-yCoyO3-δ (0.1 ≤ y ≤ 0.4) Chem Mater 23 (2011) 1050–1060 42 Miranda L., Sinclair D C., Hernando M., Varela A., Wattiaux A., Boulahya K., González-Calbet J M., Parras M Mn-Rich BaMn1-xFexO3-δ perovskites revisited: Structural, magnetic, and electrical properties of two new 6H′ polytypes Chem Mater 21 (2009) 5272–5283 43 Mori K., Kamiyama T., Kobayashi H., Oikawa K., Otomo T., and Ikeda S Structural evidence for the charge disproportionation of Fe4+ in BaFeO3-δ J Phys Soc Japan 72 (2003) 2024–2028 44 Mori K., Kamiyama T., Kobayashi H., Otomo T Mixed magnetic phase in 6H-type BaFeO3-δ, J Appl Crystallogr 40 (2007) 501–505 45 Mori S Magnetic properties of several phases of barium orthoferrate, BaFeOx Journal of the Physical Society of Japan 28 (1970) 44–50 46 Mori S Phase Transformation in Barium Orthoferrate, BaFeO3‐x J Am Ceram Soc 49 (1966) 600–605 47 Nguyen Ha M., Dang N V., Chuang P Y., Thanh T D., Hu C W., Chen T Y., Lam V D., Lee C H., Hong L V Tetragonal and hexagonal polymorphs of BaTi1-xFexO3-δ multiferroics using X-ray and Raman analyses Appl Phys Lett 99 (2011) 2012–2015 48 Ni W Decisive role of mixed-valence structure in colossal dielectric constant of LaFeO3 J Am Ceram Soc 100 (2017) 3042–3049 49 Panchal G., Shukla D K., Choudhary R J., Reddy V R., Phase D M The effect of oxygen stoichiometry at the interface of epitaxial BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3 bilayers on its electronic and magnetic properties J Appl Phys 122 (2017) 085310 50 Pandey P K., Choudhary R J., Phase D M Magnetic behavior of layered perovskite Sr2CoO4 thin film Appl Phys Lett 103 (2013) 132413 51 Prasad B V., Narsinga Rao G., Chen J W., Suresh Babu D Abnormal high dielectric constant in SmFeO3 semiconductor ceramics Mater Res Bull 46 (2011) 1670–1673 54 52 Prasad B V., Rao G N., Chen J W., Babu D S Colossal dielectric constant in PrFeO3 semiconductor ceramics Solid State Sci 14 (2012) 225– 228 53 Rai H M., Saxena S K., Late R., Mishra V., Rajput P., Sagdeo A., Kumar R., Sagdeo P R Observation of large dielectric permittivity and dielectric relaxation phenomenon in Mn-doped lanthanum gallate RSC Adv (2016) 26621–26629 54 Rietveld H M A profile refinement method for nuclear and magnetic structures J Appl Crystallogr.2 (1969) 65–71 55 Rijssenbeek J., Matl P Electrical and magnetic properties of a series of ternary barium metal ruthenates: Co, Ni, Cu, and In) Phys Rev B 58 (1998) 10315–10318 56 Sagdeo A., Gautam K., Sagdeo P R., Singh M N., Gupta S M., Nigam A K., Rawat R Large dielectric permittivity and possible correlation between magnetic and dielectric properties in bulk BaFeO3−δ Appl Phys Lett 105 (2014) 042906 57 Sardar K., Hong J., Catalan G., Biswas P K., Lees M R., Walton R I., Scott J F., Redfern S A T Structural, spectroscopic, magnetic and electrical characterization of Ca-doped polycrystalline bismuth ferrite Bi 1xCaxFeO3-x/2 (x = 0.1) J Phys Condens Matter 24 (2012) 045905 58 Sayed F N., Achary S N., Deshpande S.·K., Rajeswari B., Kadam R M., Dwebedi S., Nigam A K., Tyagi A K Role of Annealing Atmosphere on Structure, Dielectric and Magnetic Properties of La2CoMnO6 and La2MgMnO6 Zeitschrift für Anorg und Allg Chemie 640 (2014) 1907–1921 59 Sefat A S., Greedan J E., Luke G M., Niéwczas M., Garrett J D., Dabkowska H., Dabkowski A et al Anderson-Mott transition induced by hole doping in Nd1-xTiO3 Phys Rev B 74 (2006) 104419 60 Sendil K A., Srinath S Exchange bias effect in Ti doped nanocrystalline SrFeO3-δ AIP Adv (2014) 1–6 61 Shannon R D Revised Effective Ionic Radii and Systematic Studies of Interatomie Distances in Halides and Chaleogenides Acta Crystallogr A32 (1976) 751 62 Shin Y.-S., Park S.-O A monopole antenna with a magneto-dielectric material and its MIMO application for 700 MHz-LTE-band Microw Opt Technol Lett 52 (2010) 2364–2367 63 Sikora M., Kapusta Cz., Kníźek K., Jirák Z., Autret C., Borowiec M., Oates C J., Procházka V., Rybicki D., Zajac D X-ray absorption near-edge 55 spectroscopy study of Mn and Co valence states in LaMn 1-xCoxO3 (x = 0-1) Phys Rev B 73 (2006) 094426 64 Sinclair D C., Skakle J M S., Morrison F D., Smith I., Beales T P Structure and electrical properties of oxygen-deficient hexagonal BaTiO3 J Mat Chem (1999) 1327–1331 65 Srinath S., Kumar M., Sahner K., Post M L., Wickles M., Moos R., Srikanth H Magnetization in insulating phases of Ti4+-doped SrFeO3-δ J Appl Phys 99 (2006) 08S904 66 Suga Y., Hibino M., Kudo T., Mizuno N Electrochemical oxidation of BaFeO2.5 to BaFeO3 Electrochim Acta 137 (2014) 359–362 67 Tackett R., Lawes G., Melot B C C., Grossman M., Toberer E S S., Seshadri R Magnetodielectric coupling in Mn3O4 Phys Rev B 76 (2007) 024409 68 Vedrinskii R V., Kraizman V L., Novakovich A A., Demekhin P V., Urazhdin S V Pre-edge fine structure of the 3d atom K x-ray absorption spectra and quantitative atomic structure determinations for ferroelectric perovskite structure crystals J Phys Condens Matter 10 (1998) 9561–9580 69 Viret M., Ranno L., Coey J Magnetic localization in mixed-valence manganites Phys Rev B 55 (1997) 8067–8070 70 Vračar M., Kuzmin A., Merkle R., Purans J., Kotomin E A., Maier J., Mathon O Jahn-Teller distortion around Fe4+ in Sr(FexTi1-x)O3-δ from X-ray absorption spectroscopy, x-ray diffraction, and vibrational spectroscopy Phys Rev B 76 (2007) 1–12 71 Wang, C C., Zhang, L W Polaron relaxation related to localized charge carriers in Pr1-xCaxMnO3 New J Phys (2007) 210 72 Weber S., Lunkenheimer P., Fichtl R., Hemberger J., Tsurkan V., Loidl A Colossal magnetocapacitance and colossal magnetoresistance in HgCr 2S4 Phys Rev Lett 96 (2006) 157202 73 Westre T E., Kennepohl P., DeWitt J G., Hedman B., Hodgson K O., Solomon E I et al A multiplet analysis of Fe K-edge 1s → 3d pre-Edge features of iron complexes 119 (1997) 6297–6314 74 Wilke M., Farges F., Petit P E., Brown G E., Martin F Oxidation state and coordination of Fe in minerals: An Fe K-XANES spectroscopic study Am Mineral 86 (2001) 714–730 75 Wu J., Leighton C Glassy ferromagnetism and magnetic phase separation in La1−xSrxCoO3 Phys Rev B 67 (2003) 174408 76 Xia W., Wang C C., Liu P., Ye J L., Ni W Colossal dielectric behavior in TbFeO3 ceramics Curr Appl Phys 13 (2013) 1743–1745 56 PHỤ LỤC DANH MỤC CÔNG BỐ CỦA LUẬN VĂN N T Dang, D P Kozlenko, N Tran, B W Lee, T L Phan, R P Madhogaria, V Kalappattil, D S Yang, S E Kichanov, E V Lukin, B N Savenko, P Czarnecki, T A Tran, V L Vo, L T P Thao, D T Khan, N Q Tuan, S H Jabarov and M H Phan, Structural, magnetic and electronic properties of Ti-doped BaFeO3-δ exhibiting colossal dielectric permittivity, Journal of Alloys and Compounds 808 (2019) 151760 57 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Đặng Ngọc Toàn 58 ... Sự pha tạp Ti vào vật liệu BaFeO3- δ dẫn đến hàng loạt tính chất vật lý thú vị Tuy nhiên, đến thời điểm tại, chưa có nghiên cứu khảo sát cách cụ thể ảnh hưởng pha tạp Ti đến tính chất vật lý vật. ..3.4 Ảnh hưởng pha tạp Ti đến tính chất điện môi hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 43 3.5 Tính chất dẫn điện hệ vật liệu BaFe1-xTixO3-δ 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU... dự kiến cải thiện tính chất từ tính chất điện mơi vật liệu BaFeO3- δ Bên cạnh đó, vật liệu BaFeO3- δ cịn thể tính chất vật lý phức tạp tính chất cấu trúc tính chất từ phụ thuộc vào nồng độ khiếm