Hỡnh 3.13 : Kết quả đo CMR(H)T của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.95Co0.05 O3
Hỡnh 3.14 : Kết quả đo CMR(H)T của
mẫu La2/3Pb1/3Mn0.90Co0.10 O3
Hỡnh 3.16: Kết quả đo CMR(H)T của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.70Co0.30 O3
Từ hỡnh 3.12 đến hỡnh 3.16 là cỏc đường cong từ trở phụ thuộc từ trường ở những nhiệt độ xỏc định của cỏc mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCox O3 (x = 0.00 – 0.30). Nhận thấy rằng cỏc đường cong về cơ bản đều cú dạng hỡnh chữ V đối xứng nhau qua trục tung và tỉ số từ trở (CMR) tăng theo từ trường ở những nhiệt độ xỏc định. Đõy là một minh chứng về mặt hiện tượng luận trong quỏ trỡnh tăng từ trở. Bởi vỡ khi từ trường tăng đó làm cho sự định hướng mụmen từ của cỏc lớp Mn trở lờn tốt hơn, quỏ trỡnh tỏn xạ từ của cỏc điện tử dẫn giảm xuống do đú điện trở của mẫu giảm và tỉ số CMR tăng theo từ trường.
Từ cỏc đường cong CMR phụ thuộc vào từ trường, chỳng tụi đó xỏc định được giỏ trị từ trở cực đại ở những nhiệt độ xỏc định của cỏc mẫu. Cỏc giỏ trị này được đưa ra trong bảng 3.5 đến 3.9
Bảng 3.5: Giỏ trị CMR cực đại ở cỏc nhiệt độ xỏc định của mẫu La2/3Pb1/3MnO3
T (K) 126 145 165 183 210 220 CMRmax (%) 10,96 9,67 7,26 6,26 4,70 4,03
Bảng 3.6: Giỏ trị CMR cực đại ở cỏc nhiệt độ xỏc định của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.95Co0,05 O3
T (K) 125 155 193 217 230 269 CMRmax (%) 11,47 9,27 6,32 5,00 4,16 3,20
Bảng 3.7: Giỏ trị CMR cực đại ở cỏc nhiệt độ xỏc định của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.9Co0,10 O3
T (K) 130 141 155 195 209 240 CMRmax (%) 8,78 8,08 6,94 5,40 3,93 2,98
Bảng 3.8: Giỏ trị CMR cực đại ở cỏc nhiệt độ xỏc định của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.8Co0,20O3
T (K) 130 140 150 175 197 248 CMRmax (%) 6,16 5,72 5,08 4,20 3,70 1,40
Bảng 3.9: Giỏ trị CMR cực đại ở cỏc nhiệt độ xỏc định của mẫu La2/3Pb1/3Mn0.7Co0,30O3
T (K) 125 132 141 178 190 200 CMRmax (%) 4,4 4,21 3,91 3,40 2,60 2,10
Từ cỏc kết quả thu được trong cỏc bảng 3.5 đến bảng 3.9 chỳng tụi đó xõy dựng được đường cong CMRmax phụ thuộc vào nhiệt độ của cỏc mẫu La2/3Pb1/3Mn1-
xCoxO3 (x = 0.00 – 0.30) như hỡnh 3.17. Từ cỏc đường cong trờn hỡnh 3.17 nhận thấy rằng: tỉ số CMRmax giảm dần khi nhiệt độ tăng đối với tất cả cỏc mẫu khảo sỏt. Kết quả này cú thể được giải thớch như sau: Trong vựng nhiệt độ khảo sỏt, từ trường nhỏ H = 0.4T khụng gõy ảnh hưởng nhiều tới sự định hướng của cỏc mụment từ trong mẫu do đú khi nhiệt độ tăng lờn nú cũng khụng làm thay đổi đỏng kể giỏ trị điện trở của mẫu khi cú từ trường và khi khụng cú từ trường. Vỡ vậy từ trở của mẫu
giảm đi khi nhiệt độ tăng. Thờm vào đú là cực đại trờn đường cong điện trở trong trường hợp cú từ trường đó lệch một chỳt ớt về phớa nhiệt độ cao so với trường hợp khụng cú từ trường. Cỏc đường cong từ trở cũn cho thấy nhiệt độ càng cao thỡ sự phụ thuộc của CMR vào nhiệt độ càng trở nờn tuyến tớnh và tại một nhiệt độ xỏc định, giỏ trị từ trở cực đại cũng giảm dần khi nồng độ pha tạp Co tăng lờn.
Bảng 3.10 đưa ra cỏc giỏ trị từ trở cực đại xỏc định được của từng mẫu qua phộp đo từ trở ở những nhiệt độ xỏc định trong vựng từ trường 0.0T - 0.4T.
Bảng 3.10: Tỷ số CMR(%) cực đại của cỏc mẫu
Hệ mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 x CMRmax(%) Nhiệt độ (K) 0,00 10,96 126 0,05 11,47 125 0,10 8,78 130 0,20 6,16 130 0,30 4,4 125
Hỡnh 3.17: Đường cong CMRmax phụ thuộc nhiệt độ của cỏc mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 (x = 0.00 – 0.30)
Hỡnh 3.18 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tỷ số từ trở cực đại vào nồng độ pha tạp Co của hệ mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 (x = 0.00 - 0.30). Nhận thấy rằng, giỏ trị tỷ số từ trở cực đại CMRmax của cỏc mẫu trong hệ đó giảm theo nồng độ pha tạp. Ở giỏ trị pha tạp nồng độ Co thấp x = 0.05, chỳng tụi thu được giỏ trị từ trở cực đại lớn nhất. Tiếp đú giỏ trị này giảm gần như tuyến tớnh khi tăng nồng độ pha tạp Co. Nguyờn nhõn chớnh ở đõy cú thể liờn quan đến sự thay thế cỏc nguyờn tử Co cho Mn vào khung cấu trỳc MnO6, sự chuyển đổi cỏc ion Mn3+ thành Mn4+ và sự cạnh tranh cỏc tương tỏc DE - SE. Sự suy giảm dần tương tỏc DE dẫn đến sự tăng của tương tỏc SE khi nồng độ thay thế cỏc kim loại chuyển tiếp 3d tăng lờn trong vị trớ B của cấu trỳc perovskite ABO3. Khi đú vật liệu cú thể biểu hiện tớnh phản sắt từ điện mụi.
Hỡnh 3.18: Sự phụ
thuộc của tỷ số CMR
max(%) vào nồng độ
KẾT LUẬN
1. Chỳng tụi đó chế tạo được hệ hợp chất Perovskite La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 (với x=0.0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3) đơn pha với cấu trỳc thộc dạng Hexagonal. Giỏ trị cỏc hằng số mạng giảm theo nồng độ thay thế của Co cho Mn tăng lờn trong hệ hợp chất này.
2. Xỏc định được cỏc nhiệt độ chuyển pha Curie (TC). Cỏc giỏ trị TC giảm dần theo sự gia tăng của nồng độ pha tạp Co.
3. Đường cong điện trở của hệ mẫu chuyển dần từ kim loại sang bỏn dẫn/điện mụi khi nồng độ Co tăng lờn. Cỏc đường cong điện trở vựng bỏn dẫn điện mụi được làm khớp theo hàm R = R0 eEg/k TB . Trờn cơ sở đú, chỳng tụi xỏc định được một số giỏ trị năng lượng kớch hoạt Eg trong hệ mẫu nghiờn cứu.
4. Cỏc đường cong từ trở của mẫu trong vựng từ trường 0.0-0.4T , ở những nhiệt độ xỏc định đều cú dạng chữ V đối xứng. Giỏ trị lớn nhất của từ trở thu được là 11,47% tại 125K đối với mẫu x=0.05. Giỏ trị từ trở của cỏc mẫu trong hệ giảm gần như tuyến tớnh theo nồng độ pha tạp Co tăng lờn.
5. Giải thớch cho cỏc kết quả thu được dựa trờn cỏc mụ hỡnh tương tỏc DE, SE, sự cạnh tranh tương tỏc giữa chỳng và sự đồng tồn tại cỏc húa trị với cỏc trạng thỏi spin khỏc nhau của Co khi thay thế cho vị trớ của Mn trong hợp chất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Đỡnh Cự, (1998), Vật Lý Chất Rắn, NXB Khoa Học và Kĩ Thuật Hà Nội. 2. Vũ Thanh Mai, (2007), Nghiờn cứu cỏc chuyển pha và hiệu ứng thay thế trong
cỏc chất perovskite manganite, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
3. Đỗ Hồng Minh, (2001), Tớnh chất vật lý trong hệ hợp chất perovskite manganite gốc lantan, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
4. Phạm Hồng Quang, (2007), Giỏo Trỡnh: Cỏc phộp đo từ, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
5. Nguyễn Huy Sinh, (2007), Tập bài giảng: Cỏc vấn đề mới của từ học hiện đại, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
6. Đỗ Việt Thắng, (2008), Tớnh chất điện và từ trong hệ hợp chất La_Pb_Mn_O pha tạp kim loại 3 d, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
7. Nguyễn Anh Tuấn, (2002), Nghiờn cứu tớnh chất từ điện trở khổng lồ trong cỏc màng mỏng chứa Co, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
8. Nguyễn Anh Tuấn, (2005), Nghiờn cứu tớnh chất từ - điện trở của cỏc hợp chất La0.67Ca0.33Mn1-xCuxO3, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiờn, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
9. A.Fert and P. Bruno (1994), “Interlayer Coupling and Magnetoresistance in Multilayers” in Ultrathin Magnetic Structures II, ed. By J.A.C. Bland and B. Heinrich, Spinger – Verlag Pub. Berlin – Heidelbarg – New York – London – Pari – Tokyo – Hong Kong – Barcelona – Budapest, pp.82-117.
10. Billinge S. J. L., DiFrancesco R. G., kwei G. H., Neumeier J. J., and J. D. Thompson “ Direct Observation of Lattice Polaron Formation in the Local Structure of La1-xCaxMnO3”, 58 (1996) 724.
11. C. Kittel (1986), Introduction to Solide state Physics , Sixth edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, Chichester, Brisbance, Toronto, Singapore, tab. 1, pp. 55.
12. C.S. Roumenin (1994), “Solid State magnetic sensors”, Vol. 2 in Handbook of sensors and actuators, ed. By S. Middelhoek, Elsevier, pp.47.
13. E.H. Hall (1879), Am.J.Math. 2, pp. 287; phil. Mag. 1880 [5] 10, pp. 301 (“Magnetoresistance” by G.L. Pearson, Methods of Experimental Physics, Vol. 6-Part B: Solid State Physics, ed. By K. Lark-Horovitz and V.A. Johnson, Academic Press, New York –Lodon, 1959, pp.160).
14. E.P. Wohlflarth (1980), “ Iron, Cobalt and Nickel”, Chapter 1 in Feromagnetic material, ed. By E.P. Wohlfarth, North-Holland P`ublishing Company, pp.52. 15. G.L Pearson and H. Suhl (1951), Phys. Rev. 83, pp. 768 ( “
Magnetoresistance” by G.L. Pearson, Methods of Experimental Physics, Vol. 6-Part B: Solid State Physics, ed. By K. Lark-Horovitz and V.A. Johnson, Academic Press, New York –Lodon, 1959, pp.160).
16. H. Tomlison, (1883), phil. Trans. Roy. Soc. London, ser. A 174, pp. 1 ( “Magnetoresistance” by G. L. Pearson, Methods of Experimental Physics, Vol. 6-Part B: Solid State physics, ed.by K. Lark-Horovitz and V.A.Johnson, Academic Press, New York-London, 1959, pp.160).
17. I.A. Campbell and A. Fert (1982), “Transport properties in ferromagnets” Ferromagnetic Materials, ed. By E.P. Wohlfarth, North Holland, Amsterdam, vol. 3, pp. 769.
18. L. Eckertovỏ (1986), Physics of thin films (second revised edition), Plenum Press, New York and London – SNTL, Publishers of Technical Literature, Prague, pp. 78.
19. L. Kelvin (1884), Mathematiccal and Physical papers, Cambridge Univ. Press, London and New York, Vol. 2, pp. 307 ( “Magnetoresistance” by G.L.K. Lark-Horovitz and V.A. Johnson, Academic Press, New York-London, 1959, pp.160).
20. N.W. Ashcroft and N.D. Mermin (1976), Solid State Physics, Harcourt Brace Jovanovich College Publishers, Ford Worth – Philadelphia – San Diego – New York – Orlando – Austin – San Antonio – Toronto – Montreal – London – Sydney – Tokyo.
21. P. Ciureanu and H. Gavrila (1990), Magnetic Heads for Digital Recording, Elsevier publisher. Amsterdam – Oxford – New York – Tokyo.
22. P. Ciureanu (1992), “Magnetoresistive Sensors” Thin film resistive ed. By P.Ciureanu and S. Middelhoke, Institute of Physics Publishing, Bristol, Philadelphia, New York.
23. P. Kapitza (1929), Proc. Roy. Soc. A123, pp. 292 (“ Magnetoresistance” by G.L. Pearson, Methods of Experimental Physics, Vol. 6 -Part B: Solid State Physics, ed. By K. Lark-Horovitz and V.A. Johnson, Academic Press, New York –London, 1959, pp.160).
24. P. Lenard (1890), Ann. Physik [3] 39, pp. 619 ( “Magnetoresistance” by G.L. Pearson, Methods of Experimental Physics, Vol. 6-Part B: Solid State Physics, ed. By K. Lark-Horovitz and V.A. Johnson, Academic Press, New York – Lodon, 1959, pp.160).
25. R.I. Potter (1974), Phys. Rev., B10, p.4226 ( “Magnetoresistive Sensors” by P. Ciureanu in Thin film resistive sensors ed. by P.Ciureanu and S. Middelhoke, Institute of Physics Publishing, Bristol, Philadelphia, New York 1992).
26. W. Thomson (1856), “Magnetoresistive sensors” by P. Ciureanu in Thin film resistive sensors e.d by P. Cireanu and S. Middelhoek, Institute of Physics Publishing, Bristol, Philadelphia, New York 1992.