Hình 3.2 là giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu La0,54Ca0,40MnO3-δ. Trên giản đồ cho thấy các vạch trong phổ nhiễu xạ có độ sắc nét cao, khơng có các vạch phổ ứng với pha lạ. Chứng tỏ mẫu chế tạo đƣợc là đơn pha và đồng nhất với cấu trúc chuẩn trực thoi. Từ các số liệu thu đƣợc trên giản đồ có thể xác định đƣợc chỉ số Miller h, l, k theo công thức Bragg:
2dh,k,l sinθ = nλ (3.1)
Với d là khoảng cách giữa các mặt phẳng trong hợp chất perovskite h, k, l là các chỉ số Miller.
θ là góc tạo bởi tia tới và mặt phẳng chiếu xạ λ là bƣớc sóng tia X có giá trị : λ=1,54056Ao
Giá trị các hằng số mạng a, b, c đƣợc tính theo cơng thức sau :
1 𝑑2 =ℎ2
𝑎2+𝑘2
𝑏2 + 𝑙2
𝑐2 (3.2)
Các hằng số mạng thu đƣợc từ phƣơng trình (3.2) đƣợc ghi trong bảng (3.1)
Bảng 3.1: Giá trị các hằng số mạng và thể tích ơ cơ sở của các mẫu La0,54Ca0,40MnO3-δ so sánh với một số mẫu có cùng thành phần danh định La trong các hợp chất đủ và thiếu Lantan La0,54Ca0,46MnO3-δ , La0,54Ca0,32MnO3-δ
và so với mẫu không pha tạp LaMnO3-δ .
Mẫu danh định Hằng số mạng 𝒄 𝒂 Thể tích ơ cơ sở (Ao3) Tài liệu a (Ao) b(Ao) c (Ao) La0,54Ca0,40MnO3-δ 5,453 5,461 7,731 1,417 230,429 Luận văn La0,54Ca0,46MnO3-δ 5,457 5,466 7,801 1,492 232,628 [1] La0,54Ca0,32MnO3-δ 5,446 5,445 7,709 1,416 228,598 [15] LaMnO3-δ 5,532 5,742 7,728 1,397 245,478 [15]
So sánh các giá trị a, b, c của mẫu thiếu Lantan La0,54Ca0,40MnO3-δ và
mẫu đủ Lantan La0,54Ca0,46MnO3-δ cho thấy gần nhƣ không thay đổi. Nguyên nhân có thể do sự thiếu Lantan của mẫu nghiên cứu là rất nhỏ (4%). Tƣơng tự nhƣ vậy các hằng số mạng của mẫu thiếu Lantan La0,54Ca0,32MnO3-δ lại có sự sai khác so với mẫu đủ Lantan là khá lớn, bởi vì lƣợng thiếu Lantan trong mẫu này lên đến 14%. Nếu đem so sánh thể tích ơ cơ sở của các mẫu có cùng thành phần Lantan trong bảng 3.1 với hợp chất gốc LaMnO3-δ, nhận thấy các hợp chất có Ca2+ thay thế La3+ đều giảm đi. Với mẫu đủ Lantan trong tài liệu
[19] thể tích ơ cơ sở giảm 5,2% nhƣng với các mẫu thiếu Lantan (14%) trong tài liệu [20], thể tích ơ cơ sở giảm 6,88%. Cịn mẫu nghiên cứu của chúng tơi thiếu 4% Lantan thì thể tích V giảm là 6,13%. Nhƣ vậy có thể cho rằng thể tích ơ cơ sở của các hợp chất thiếu Lantan giảm theo lƣợng thiếu hụt La trong hợp chất nguyên nhân là do bán kính của ion Ca2+ (1,05Ao) nhỏ hơn bán kính La3+
(1,15Ao) đƣợc thay vào vị trí Lantan, mặt khác lƣợng thiếu Lantan ở các vị trí lại bị các ion Ca2+ chiếm giữ dẫn đến khoảng cách hiệu dụng 2(rLa+rO) thay đổi, làm lực liên kết cũng thay đổi. Đây cũng là nguyên nhân gây nên kiểu méo mạng Jahn-Teller trong các hợp chất thiếu Lantan. Loại méo mạng này là cục bộ, dẫn tới mất trật tự về vị trí và về nộng độ tƣơng tác giữa các vùng khác nhau. Mặt khác, sự thay đổi hằng số mạng còn do sự thay đổi nồng độ ôxy trong mẫu, làm cho nồng độ lỗ trống thay đổi hoặc gây nên các sai hỏng mạng dẫn tới tính chất điện và từ của hợp chất thay đổi.
3.2.1. Phổ tán xạ năng lượng điện tử EDS.