Sơ đồ tỏch mức năng lượng của ion Mn+3

Một phần của tài liệu (LUẬN án TIẾN sĩ) chế tạo, nghiên cứu và khả năng ứng dụng của vật liệu perovskite có hệ số nhiệt điện trở dương (Trang 28 - 29)

tương tỏc dipole; b- Tỏch mức năng lượng trong trường tinh thể bỏt diện;

c- Tỏch mức Jahn-Teller [111].

Vớ dụ, xột cho trường hợp Mn3+ cú cấu trỳc điện tử 3d4 (t32ge1g). Mức t32g suy biến bậc ba, chứa ba điện tử, mỗi điện tử nằm trờn một quỹ đạo khỏc nhau. Mức e1g suy biến bậc hai, cú một điện tử nờn cú thể cú hai cỏch sắp xếp theo cấu hỡnh

0 1 2 2 2 x y z d d  và 1 0 2 2 2 y z x d

d  . Nếu sắp xếp theo cấu hỡnh kiểu ( 1 0

2 2 2, x y

z d

d  ) thỡ lực hỳt tĩnh

điện giữa ion O2- với ion Mn3+ theo trục z sẽ yếu hơn so với trờn mặt phẳng xy, điều này sẽ dẫn đến độ dài cỏc liờn kết Mn-O khụng cũn đồng nhất như trong trường hợp perovskite lý tưởng: ta sẽ cú 4 liờn kết Mn-O ngắn trờn mặt xy và 2 liờn kết Mn-O

dài hơn dọc theo trục z và dẫn tới mộo mạng tinh thể. Cũn nếu sắp xếp theo kiểu

0 1 2 2 2 y z x d

d  thỡ hiện tượng mộo sẽ theo chiều ngược lại. Như vậy cấu trỳc hệ perovskite bị biến dạng, năng lượng hệ thấp đi. Biến dạng này được gọi là mộo mạng Jahn-Teller kiểu I, II (hỡnh 1.7). Như vậy mộo mạng Jahn- Teller sẽ biến cấu trỳc lập phương lý tưởng thành cỏc cấu trỳc dạng trực giao. Nú là hiệu ứng vi mụ nờn khi quan sỏt vĩ mụ ta sẽ khụng thấy được cỏc mộo mạng này. Đồng thời, do liờn kết đàn hồi giữa cỏc vị trớ mộo mạng mà hiện tượng mộo mạng thường mang tớnh

tập thể. Nếu trong vật liệu chỉ tồn tại một trong hai kiểu mộo mạng thỡ ta gọi là hiện

tượng mộo mạng Jahn- Teller tĩnh và là mộo mạng Jahn- Teller động nếu trong vật

liệu tồn tại cả hai kiểu mộo mạng trờn (vỡ chỳng cú thể chuyển đổi qua lại lẫn nhau).

Như vậy, khi vật liệu biến dạng theo hiệu ứng Jahn-Teller sự suy biến của cỏc mức

3d sẽ bị khử trong trường tinh thể (hỡnh 1.6).

Một phần của tài liệu (LUẬN án TIẾN sĩ) chế tạo, nghiên cứu và khả năng ứng dụng của vật liệu perovskite có hệ số nhiệt điện trở dương (Trang 28 - 29)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(167 trang)