Khi hàm lượng Fe tăng trong khoảng x = 0.02 ÷ 0.06 (khu vực thứ hai), có sự tách pha từ tính chất FM sang PM tại x = 0.02 (hình 3.11b). Kết quả này khác với các kết quả của Qui, Ray và cộng sự [68], [66]
khi họ thu được tính chất PM trong mẫu BTFOkhi x = 0.01. Sự sai khác này có thể là do sự khác biệt trong điều kiện chế tạo mẫu. Ngoài ra, việc phân pha từ tính có thể còn liên quan tới tỷ phần của hai pha cấu trúc t-BTO và h-BTO trong vật liệu. Theo chúng tôi, khi nồng độ thay thế x nhỏ (dưới 6%) ion Fe vừa tồn tại ở hai trạng thái Fe3+
và Fe4+ nên nồng độ ion Fe4+
tại vị trí Ti(2) rất thấp và bị cô lập nên chỉ đóng vai trò như các trung tâm thuận từ. Hơn nữa, có thể tại vùng cạnh tranh mạnh giữa hai pha t-BTO và h-BTO (tỷ phần mỗi pha xấp xỉ 50% trong khoảng pha tạp này), các liên kết trung gian sắt từ VO sẽ giảm mạnh do các ion Fe thuận từ thay thế ngẫu nhiên vào mạng tinh thể. Kết quả là tính chất PM của mẫu chiếm ưu thế và đóng góp chính vào tính chất từ của vật liệu trong vùng thứ hai.
Chúng tôi cho rằng, các đặc trưng sắt từ của mẫu khi 0.07 x 0.12 (miền thứ ba) là đóng góp của
pha h-BTO vì hình dạng của đường cong M(H) là khác với dạng đường cong M(H) thu được từ miền thứ nhất và giá trị Ms của mẫu lớn hơn nhiều so với giá trị Ms thu được ở miền thứ nhất. Mặt khác, cấu trúc h- BTO là cấu trúc có lợi cho tính chất từ của vật liệu BTFO [21], [22], [66], [68-70]. Khi x tăng trong khoảng từ 0.07 ÷ 0.10, từ độ của các mẫu cũng như tính chất FM của vật liệu tăng là do khi đó cấu trúc h- BTO đã chiếm ưu thế. Kết quả là nồng độ Fe4+ thay thế vào vị trí Ti(2) tăng khi x tăng, làm cho tương tác FM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 3.17. Đường cong M(H) của các mẫu
BTFO (0.07 x 0.12) sau khi trừ đi các phần đóng góp thuận từ
giữa các cặp Fe4+-Fe4+ trong mẫu tăng (sự tồn tại của ion Fe4+ có bán kính ion nhỏ hơn bán kính ion của Ti4+
khi x > 0.04 trong cấu trúc h-BTO đã được chứng minh qua sự giảm của hằng số mạng trong cấu trúc h- BTO).
Ngoài ra, sự phụ thuộc của lực kháng từ HC vào x trong khoảng 0.07 x 0.12 cũng rất đáng chú ý. Sau khi trừ đi phần thuận từ, đường cong từ trễ của các mẫu có thể được vẽ lại như hình 3.17. Có thể thấy rằng, HCđạt giá trị cực đại (4.1 kOe) khi x = 0.07 và giảm dần khi 0.08 x 0.10, tuy nhiên trong vùng này từ độ của mẫu rất nhỏ. Tính sắt từ của hệ mẫu tốt nhất khi 0.1 x 0.12 với từ độ bão hòa lớn nhất tại x =