M Ở ĐẦU
3.3.4. Các đặc trưng từ tính của vật liệu nano Y1-xSrxFeO3 (x= 0.1 và 0.2)
Từ tính của các mẫu vật liệu được biểu diễn thông qua đường cong từ trễ được chỉ ra ở hình 3.10.
Hình 3.10. Giản đồ chồng phổ từ trễ của các mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 (a) và các mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 (b)
Các thông số về từ tính của các mẫu vật liệu được liệt kê trong bảng 2.
Bảng2. Thông số từ tính của các mẫu vật liệu
STT Loại
vật liệu Mẫu vật liệu (emu/g) Mr
Ms (emu/g) Hc (Oe) 1 Y0.9Sr0.1FeO3 Y0.9Sr0.1FeO3_30_750 0.008 0.200 93.02 2 Y0.9Sr0.1FeO3_30_800 0.094 0.371 2542.77 3 Y0.9Sr0.1FeO3_30_850 0.347 0.846 3019.98 4 Y0.8Sr0.2FeO3 Y0.8Sr0.2FeO3_1h_800 4.049 7.505 6715.14 5 Y0.8Sr0.2FeO3_1h_850 3.854 7.122 7144.16
Từ kết quả thu được ở bảng 2 ta thấy, đối với 3 mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 điều chế được thì 2 trong 3 mẫu (mẫu 2 và 3) có lực kháng từ Hc khá lớn (>> 100 Oe), đồng thời độ từ dư Mr của 2 mẫu này đều rất bé, gần với giá trị 0. Điều này chứng tỏ 2 mẫu vật liệu số 2 và 3 thuộc loại vật liệu từ cứng, thích hợp trong việc chế tạo các nam châm vĩnh cửu hoặc được sử dụng làm vật liệu ghi từ trong các ổ đĩa cứng, các băng từ. Khác với 2 mẫu trên, mẫu 1 có Hc < 100 Oe và tổn hao từ trễ khá thấp (hình 3.10a) cho nên mẫu vật liệu này có thể được xếp vào loại vật liệu từ mềm dùng trong các loại vật liệu cảm biến.
Các thông số từ tính của cả hai mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 (mẫu 4 và 5) đều lớn, lớn hơn so với các mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3, đặc biệt là các giá trị Mr và Ms lớn hơn rất nhiều lần. Bên cạnh đó, giản đồ phổ ở hình 3.10b cho thấy tổn hao từ trễ của cả 2
mẫu vật liệu tương đối lớn cho nên 2 mẫu vật liệu này cũng đều thuộc loại vật liệu từ cứng.
Nếu so sánh các đặc trưng từ tính của vật liệu perovskite pha tạp Y1-xSrxFeO3 ta thấy các giá trị Mr và Ms và đặc biệt là Hc đều lớn hơn so với mẫu vật liệu YFeO3 tinh khiết (Hc = 25.26 Oe)[8]. Điều này một lần nữa khẳng định sự pha tạp Sr vào mạng tinh thể YFeO3 đã xảy ra làm tăng tính dị hướng từ tinh thể của mẫu vật liệu pha tạp.
Từ các kết quả trên chúng tôi dự đoán rằng muốn điều chế được vật liệu từ mềm trên cơ sở YFeO3 với kích thước nano ứng dụng trong các loại vật liệu cảm biến thì cần giảm tỉ lệ Sr vào trong cấu trúc YFeO3 ban đầu và tiến hành điều chế mẫu ở điều kiện nhiệt độ thấp.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
Thông qua quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài, chúng tôi rút ra được những kết luận sau:
- Tổng hợp thành công vật liệu nano Y1-xSrxFeO3 (x= 0.1 và 0.2) với kích thước các hạt trung bình từ 40 – 60 nm bằng phương pháp đồng kết tủa trong nước sôi.
- Đã tiến hành khảo sát từ tính của các vật liệu tổng hợp được, tuy nhiên hầu hết các mẫu đều thuộc loại vật liệu từ cứng (có lực kháng từ lớn hơn 100 Oe), riêng vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 750oC có Hc = 93.02 Oe (< 100 Oe) thuộc loại vật liệu từ mềm.
- Tỉ lệ thực tế của các nguyên tố trong mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 chênh lệch không nhiều so với tỉ lệ lí thuyết (sai lệch khoảng 5%).
Do điều kiện và thời gian còn hạn chế nên chúng tôi chưa thể nghiên cứu sâu hơn về đề tài. Vì thế chúng tôi đề xuất phát triển đề tài theo các hướng sau:
- Tiến hành nghiên cứu các điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu Y1-xSrxFeO3 (x= 0.1 và 0.2) có kích thước nhỏ hơn như nhiệt độ và thời gian nung mẫu,…
- Nghiên cứu và tiến hành tổng hợp vật liệu Y1-xSrxFeO3 theo một số phương pháp khác như phương pháp nghiền năng lượng cao, phương pháp sol-gel,… và so sánh kết quả thu được với phương pháp đồng kết tủa.
- Nghiên cứu hoạt tính xúc tác và khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của họ vật liệu perovskite Y1-xSrxFeO3.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] TS. Phan Thị Hoàng Oanh (2011-2012), Chuyên đề Hóa học chất rắn, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Nguyễn Hoàng Hải (11/2005), Chế tạo và ứng dụng hạt nano từ tính trong sinh học, Báo cáo tại Hội nghị Vật lí toàn quốc lần thứ 6.
[3] Đỗ Thị Anh Thư (2011), Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của cảm biến nhạy
hơi cồn trên cơ sở vật liệu oxit perovskite, Luận án Tiến sĩ khoa học vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Hà Nội.
[4] Nguyễn Xuân Lập (2012), Tổng hợp và nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Fe3+ của vật liệu nano Y0.8La0.2FeO3, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Vũ Tùng Lâm, Chế tạo và nghiên cứu vật liệu multferroic LaFeO3-PZT, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Vật lí chất rắn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.
[6] TS. Phan Thị Hoàng Oanh (2010-2011), Chuyên đề Phân tích cấu trúc vật liệu vô cơ, Trường Đại học Sư phạm TPHCM.
[7] Uông Văn Vỹ (2012), Chế tạo hợp kim gốc LaNi5 làm vật liệu cực âm độ bền cao để sử dụng trong ăcquy Ni-MH, Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu.
[8] Phan Thị Kiều Liên (2012), Tổng hợp vật liệu nano YFeO3 bằng phương pháp sol- gel và đồng kết tủa, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
[9] Zobadeh Momeni Larimi, Ahmad Amirabadizadeh, Amir Zelati, Synthesis of Y2O3 nanoparticles by modified transient morphology method, 2011 International.
[10] Sanjay Mathur, Michael Veith, Rasa Rapalaviciute, Hao Shen, Gerardo F. Goya, Waldir L. Martins Filho and Thelma S. Berquo, Molecule Derived Synthesis of
Nanocrystalline YFeO3 and Investigations on Its Weak Ferromagnetic Behavior,
Chem. Mater. 2004, 16, 1906-1913.
[11] Nguyen Anh Tien, O. V. Almjasheva, I. Ya. Mittova, O. V. Stognei and S. A. Soldatenko (2009), Synthesis and Magnetic Properties of YFeO3 Nanocrystals,
PHỤ LỤC 1
GIẢN ĐỒ XRD CỦA CÁC MẪU VẬT LIỆU
1. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 750oC trong 30 phút 2. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 800oC trong 30 phút 3. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 850o
C trong 30 phút 4. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 nung ở nhiệt độ 800oC trong 30 phút 5. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 nung ở nhiệt độ 800o
C trong 1 giờ 6. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 nung ở nhiệt độ 850oC trong 1 giờ
PHỤ LỤC 2
ĐƯỜNG CONG TỪ HÓA CỦA CÁC MẪU VẬT LIỆU
1. Đường cong từ hóa của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 750oC trong 30 phút
2. Đường cong từ hóa của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 800o
C trong 30 phút
3. Đường cong từ hóa của mẫu vật liệu Y0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 850o
C trong 30 phút
4. Đường cong từ hóa của mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 nung ở nhiệt độ 800oC trong 1 giờ
5. Đường cong từ hóa của mẫu vật liệu Y0.8Sr0.2FeO3 nung ở nhiệt độ 850oC trong 1 giờ