Hệ hạt nano tương tác mạnh

Một phần của tài liệu Nghiên cứu các tính chất của vật liệu perovskite ABO3 kích thước nanômét (A = La, Sr, Ca và B = Mn) tổng hợp bằng phương pháp nghiền phản ứng (Trang 31 - 32)

Các hiện tượng bất trật tự và bất thỏa từ (frustration) sinh ra bởi tính ngẫu

nhiên trong vị trí các hạt và của các trục dị hướng. Trong các hệ hạt nano từ tương

tác mạnh có thể quan sát được các đặc trưng của trạng thái động học không cân

bằng tương tự như với trạng thái thủy tinh spin: các hiệu ứng già hóa, nhớ và hồi

phục (nhưng các hiệu ứng già hóa và hồi phục thường yếu hơn nhiều). Để nghiên cứu các hệ như vậy, người ta thường dùng các kỹ thuật thực nghiệm được phát triển

trong các nghiên cứu thủy tinh spin. Khi xem xét ảnh hưởng của tương tác lưỡng

cực qua các bằng chứng từ độ FC và ZFC người ta nhận thấytương tác này làm

tăng nhiệt độ khóa do hàng rào năng lượng được tăng cường. Ngoài ra, cho các hệ tương tác mạnh với phân bố kích thước hẹp, các tác giả [56] không chỉ quan sát được các trạng thái động học thủy tinh spin mà còn thu được chuyển pha tương tự

trạng thái thủy tinh spin. Trong chất lỏng từ, cường độ tương tác lưỡng cực giữa các

hạt đơn đô men có thể thay đổi khi thay đổi nồng độ hạt. Khi tăng nồng độ hạt từ,

trạng thái từ của hệ có thể thay đổi từ trạng thái siêu thuận từ tới trạng thái tương tự

thủy tinh spin. Sự khác nhau về trạng thái động học của hệ hạt nano từ và trạng thái

thủy tinh spin được giải thích do thời gian hồi phục của mô men từ trong hệ hạt

nano lớn hơn so với spin của nguyên tử. Trạng thái thủy tinh và các đặc trưng của

trạng thái này được trình bày chi tiết trong tài liệu [4].

Các đặc điểm tương tự thủy tinh spin thông thường của hệ hạt nano từ thường được đánh giá qua mô hình chậm tới hạn dựa trên các đường độ cảm từ

xoay chiều phụ thuộc nhiệt độ và tần số [4], [43]. Với nhiệt độ giảm từ pha thuận

từ, sự hồi phục của thủy tinh spin chậm dần (slowing down) dẫn tới sự phân kỳ tại

nhiệt độ chuyển pha, lúc đó hệ chuyển sang trạng thái thủy tinh spin. Bằng cách đo

kết luận trạng thái của hệ có phải là thủy tinh spin thực sự hay không khi làm khớp

số liệu thực nghiệm theo luật chậm tới hạn:

 

 0 T/Tg 1z (1.30) trong đó Tg lànhiệtđộ chuyển pha thủy tinh

spin, tương đương với nhiệt độ TB khi tần

số tiến tới 0, τ0 liên quan đến thời gian hồi

phục của mô men từ cho các hạt riêng biệt, với thủy tinh spin thông thường τ0 ~10-13 s là thời gian thăng giáng spin của nguyên tử;

là số mũ động học tới hạn [43]. Nhiệt độ đóng băng Tf tương ứng với một thời gian

hồi phục (hay tương ứng ở một tần số) τ = 1/(2πω) có thể nhận được từ phần thực của độ cảm từ. Thông thường từ các đồ thị log- log của tần số đo f phụ thuộc nhiệt độ rút

gọn (T-Tg)/Tg có thể làm khớp để thu được

các thông số Tg, τ0. Một ví dụ điển

hình cho cách làm này được thực hiện bởi

các tác giả [11] cho các mẫu hạt nano

MnFe2O4 được ủ tại các nhiệt độ khác nhau

(xem hình 1.14). Tuy nhiên, các tác giả [43] làm khớp trực tiếp số liệu phần thực của độ

cảm từ phụ thuộc tần số với phương trình (1.30) cũng thu được các thông số Tg,

τ0 (xem hình 1.15).

Một phần của tài liệu Nghiên cứu các tính chất của vật liệu perovskite ABO3 kích thước nanômét (A = La, Sr, Ca và B = Mn) tổng hợp bằng phương pháp nghiền phản ứng (Trang 31 - 32)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(142 trang)