b/ Sự sắp xếp các bát diện trong cấu trúc Perovskite lập phương lý tưởng[4;11].
3.4. Chuyển pha từ trong hệ La1-xSrxCoO3
Từ độ phụ thuộc nhiệt độ được đo bằng thiết bị từ kế mẫu rung (VSM) tại trung tâm Khoa Học Vật Liệu, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên. Các đường cong momen từ phụ thuộc nhiệt độ tại H= 1000 Oe khi có từ trường (FC) và khi không có từ trường (ZFC) của các mẫu La1-xSrxCoO3 được đưa ra các hình 3.7 và hình 3.8.
Từ các đường cong mômen từ phụ thuộc nhiệt độ có thể xác định được các chuyển pha từ trong hệ mẫu nghiên cứu.
Chúng tôi đưa ra đường cong mômen từ với các đặc trưng chuyển pha sắt từ - thuận từ điển hình trong hệ mẫu nghiên cứu đó là x = 0,30 và x = 0,50 tại nhiệt độ chuyển pha Curi (TC).
Hình 3.8: Từ độ phụ thuộc nhiệt độ của mẫu La0,5Sr0,5CoO3
Từ các đường cong M(T) ta có thể xác định được nhiệt độ chuyển pha Curi của các mẫu bằng cách kẻ tiếp tuyến tại nơi dốc nhất của đường cong M(T), tiếp tuyến này cắt trục hoành (trục T) tại một giá trị xác định, đó chính là giá trị TC, các nhiệt độ TC xác định từ đường cong M(T) được đưa ra trong bảng 3.5.
Các hình 3.7 và 3.8 còn cho thấy rằng: Các đường cong M(T)FC và M(T)ZFC tách nhau rất xa, chứng tỏ ảnh hưởng của từ trường ngoài đối với moomen từ có trong mẫu là rất lớn. Mặt khác từ các đường cong M(T)ZFC có thể xác định được nhiệt độ chuyển pha Spin-glass (Tg) tại điểm cực đại của đường cong M(T)ZFC các giá trị nhiệt độ Tg được đưa ra trong bảng 3.5.
Trong vùng nhiệt độ T <Tg các mômen từ có thể tạo thành các đám thủy tinh (cluster – glass) hoặc tạo thành spin- glass làm cho đường cong M(T)ZFC giảm mạnh theo nhiệt độ.
Có thể giải thích sự tách xa nhau của các đường cong FC, ZFC và sự giảm momen từ M(T)ZFC trong vùng nhiệt độ T<Tg như sau : Khi mẫu được làm lạnh trong từ trường FC các spin hỗn loạn và linh động ở trạng thái thuận từ bắt đầu được định hướng trong từ trường, khi bị làm lạnh các spin đóng băng nhưng vẫn định hướng như
cũ nên giá trị từ độ trong trường hợp FC vẫn lớn. Còn khi làm lạnh không có từ trường ZFC các spin định hướng hỗn loạn ở trạng thái thuận từ không bị thay đổi vì vậy giá trị từ độ thường nhỏ hơn. Tuy nhiên ở nhiệt độ thấp các đám thủy tinh bắt đầu hình thành mà trong đó các spin bị đóng băng. Những đám thủy tinh này không đóng góp vào tổng momen từ của mẫu. Vì vậy trong các mẫu La1-xSrxCoO3, đường cong M(T) trong trường hợp (ZFC) thì sau khi vượt qua giá trị cực đại Tg momen từ giảm theo nhiệt độ. Điều đó cho thấy rằng trong các mẫu đẫ hình thành các đám thủy tinh (cluster- glass) hoặc spin glass trong vùng nhiệt độ nhỏ hơn Tg. Như vậy nhiệt độ Tg là nhiệt độ mà tại đó các đám thủy tinh bắt đầu được hình thành trong mẫu.
Các hình 3.9 a, b, c là đồ thị sự phụ thuộc của momen từ vào từ trường ngoài của các mẫu La1-xSrxCoO3 với x = 0,5 ; 0,6 ; 0,8 ở nhiệt độ phòng. Nhận thấy rằng ở nhiệt độ phòng T > Tc các mẫu đều có đường momen từ M = M(H) đặc trưng là thuận từ.
Bảng 3.5. Các nhiệt độ chuyển pha Curie và Spin – glass trong La1-xSrxCoO3
Mẫu (X) Nhiệt độ chuyển pha
Curie TC(K)
Nhiệt độ chuyển pha Spin-glass Tg (K)
0,30 275 200
(a)
(b)
(c)
Hình 3.9a, b, c: Sự phụ thuộc của mômen từ vào từ trường của mẫu La1-xSrxCoO3 (x= 0,5 ; 0,6 ; 0,8).