T) (1.39) Trong bi ểu diễn này, U 0 được xem như sự khác biệt về năng lượng củ a hai pha FM
3.2.2.Hiển vi điện tử quét
Các đặc trưng của mẫu thu nhận được từ phương pháp XRD nêu trên cung
cấp cho chúng ta khá đầy đủ thông tin về quá trình hình thành pha tinh thể
perovskite, phân bố kích thước hạt, ứng suất. Tuy nhiên, những thông tin về hình
thái, kích thước hạt thực của vật liệu chỉ có thể thu được khi sử dụng các kỹ thuật
hiển vi điện tử. Trong phần này chúng tôi trình bày một số kết quả nghiên cứu các đặc trưng mẫu bằng kỹ thuật hiển vi điện tử quét.
Hình 3.5 là ảnh FESEM của mẫu chuẩn LCO đa tinh thể và các mẫu bột được nghiền với thời gian khác nhau.Mẫu chuẩn được tổng hợp bằng phương pháp
phản ứng pha rắn ở nhiệt độ cao nên đa số các hạt có kích thước từ 500 nm đến 1μm
(Hình 3.5a). Các mẫu được tổng hợp bằng phương pháp RM thể hiện sự kết đám do
tương tác Coulomb của các hạt mịn trong quá trình nghiền (thể hiện rõ nhất trên các hình 3.5b và 3.5c). Trên bề mặt các hạt lớn có thể quan sát thấy các hạt nhỏ hơn. Đa
Các ảnh FESEM của một số mẫu LCMOvà LSMO được trình bày trên hình 3.6. So sánh các mẫu của 2 hệ khác nhau có cùng thời gian nghiền (các hình 3.6c, 3.6d) cho thấy kích thước và sự phân bố kích thước khác nhau, nguyên nhân có thể do độ cứng, tính ôxy hóa-khử của các ôxít ban đầu khác nhau. Tính chất ôxy hóa- khử mạnh làm thay đổi nồng độ ôxy trên bề mặt hạt do đó làm tăng mức độ bẻ gãy. Các mẫu có độ cứng, tính giòn cao hơn có thể đạt được kích thước nhỏ hơn và phân
bố đều hơn [143].
Kích thước hạt trung bình <d> của một số mẫu perovskite nhận được từ các phương pháp khác nhau như: XRD, FESEM và TEM được liệt kê trên bảng 3.5
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
Hình 3.5. Ảnh FESEM của các mẫu: (a) mẫu chuẩn LCO đa tinh
thể và các mẫu LCO nhận được sau khi nghiền (b) 4 giờ, (c) 8 giờ, (d)12 giờ, (e)16 giờ, (f) 20 giờ.
200nm
10nm 300nm
100nm 200nm
[35]. Nhìn chung, kích thước tinh thể xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X thường nhỏ hơn kích thước hạt thu được từ quan sát trực tiếp qua các phương pháp
hiển vi điện tử. Theo chúng tôi sự sai khác giữa hai phương pháp là do việc xác
định kích thước tinh thể bằng nhiễu xạ tia X là phương pháp gián tiếp và phương
pháp hiển vi điện tử quét là trực tiếp. Hai phương pháp này có tính thống kê khác
nhau: phương pháp nhiễu xạ tia X ghi nhận kết quả trên tập hợp có số lượng hạt lớn hơn rất nhiều so với các phương pháp hiển vi điện tử. Hình ảnh thể hiện từng hạt
tinh thể và sự định hướng hỗn loạn của các mặt phẳng mạng giữa các hạt tinh thể
cũng đã được chúng tôi nghiên cứu bằng phương pháp hiển vi điện tử truyền qua
phân giải cao và công bố trong [35].
Ảnh hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao là bằng chứng cho giả thuyết các
hạt nano từ có cấu trúc vỏ-lõi, phần lõi có cấu trúc tinh thể và tính sắt từ giống như
mẫu khối còn phần vỏ chứa nhiều sai hỏng cấu trúc và từ tính thường bị dập tắt. Giả
(a)
(c)
(b)
(d)
Hình 3.6. Ảnh FESEM của các mẫu LCMO sau khi nghiền (a) 4 giờ,
(b) 8 giờ, (c) 16 giờ và (d) của mẫu LSMO sau 16 giờ nghiền.
200nm 300nm
thuyết các hạt có cấu trúc vỏ-lõi được dùng để giải thích sự suy giảm của từ độ khi kích thước giảm và sẽ được trình bày trong chương 4.