M Quỏ trỡnh thuận đúng gúp χH trở nờn lớn hơn so
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Dựa trờn cỏc kết quả nghiờn cứu đó trỡnh bày trờn đõy, tỏc giả đưa ra một số cỏc kết quả của luận ỏn như sau:
1. Cỏc mẫu pherit ganet RIG (R = Y, Gd, Tb, Dy, Ho) dạng hạt cú kớch thước nanomet và thành phần húa học phự hợp với cụng thức danh định đó được chế tạo thành cụng bằng phương phỏp sol-gel. Phương phỏp này cho phộp chế tạo cỏc hạt pherit ganet với nhiệt độ hỡnh thành pha tới hạn là khoảng 800oC. Cỏc hạt cú dạng gần cầu với kớch thước trung bỡnh ~ 40 nm, trong đú trờn 60% hạt phõn bố hẹp trong khoảng từ 35 – 45 nm.
2. Ở khoảng kớch thước này, tớnh chất từ của cỏc hạt cú thể được giải thớch thỏa đỏng dựa trờn mụ hỡnh lừi – vỏ trong đú phần thể tớch lừi của vật liệu cú trật tự spin tương tự như mẫu khối cũn phần vỏ là lớp mất trật tự spin. Phần lừi hạt quyết định giỏ trị nhiệt độ Curie và nhiệt độ bự trừ của mẫu nờn cỏc giỏ trị này khụng cú sự sai khỏc so với mẫu khối. Phần vỏ hạt với cỏc mụmen từ mất trật tự là nguyờn nhõn gõy nờn sự giảm giỏ trị mụmen từ ở nhiệt độ thấp và làm tăng dị hướng từ hiệu dụng của mẫu. Mẫu hạt nano YIG thể hiện tớnh siờu thuận từ ở nhiệt độ trờn 350K. Kết quả phõn tớch cho thấy nhiệt độ chuyển pha siờu thuận từ của cỏc mẫu phụ thuộc đỏng kể vào tương tỏc từ giữa cỏc hạt. Năng lượng tương tỏc từ tổng cộng của hệ hạt YIG đó được đỏnh giỏ qua sự phụ thuộc nhiệt độ của độ cảm từ ban đầu của vật liệu ở vựng nhiệt độ trong khoảng nhiệt độ chuyển pha TB và nhiệt độ trật tự từ TC.
3. Bề dày của lớp mật trật từ bề mặt của cỏc hạt phụ thuộc vào sự cú mặt của cỏc ion đất hiếm. Do cỏc ion đất hiếm trong lớp vỏ cú mụmen từ lớn nhưng cú tương tỏc với cỏc ion lõn cận rất yếu so với tương tỏc kết cặp từ Fe-Fe nờn mụmen từ của cỏc ion đất hiếm dễ bị lệch so với phương định hướng của cỏc ion đất hiếm trong lừi hạt khi cú sự bất đối xứng của cỏc ion lõn cận tại lớp bề mặt. Điều này thể hiện qua độ dày trung bỡnh của lớp vỏ của cỏc hạt trong mẫu RIG lớn hơn rất nhiều so với lớp vỏ của cỏc hạt trong mẫu
115 YIG với phõn mạng Y phi từ. Cũng do sự mất trật tự của cỏc ion đất hiếm cú tương tỏc yếu ở lớp vỏ, cỏc hạt nano pherit ganet đất hiếm thể hiện độ cảm từ ở vựng từ trường cao lớn hơn đỏng kể so với mẫu khối tương ứng. So với cỏc mẫu hạt cú dị hướng từ tinh thể lớn RIG (R = Tb, Dy, Ho), mẫu hạt GdIG cú độ cảm từ tăng dị thường ở vựng nhiệt độ thấp do cỏc ion Gd3+ cú mụmen từ quỹ đạo bằng 0 nờn mụmen từ của chỳng (đúng gúp bởi cỏc spin của điện tử 4f) khụng bị ghim bởi điện trường tinh thể địa phương. Hiện tượng đúng băng spin của cỏc ion Gd bề mặt ở vựng nhiệt độ thấp được thể hiện qua sự bất thuận nghịch ở vựng từ trường cao của cỏc đường cong từ trễ ở 5K và 15K.
4. Cỏc hạt nano pherit ganet đều ở ở trạng thỏi đơn đụmen do đú cỏc giỏ trị cực đại của lực khỏng từ của cỏc mẫu rất lớn (Hcmax = 1,1 – 1,9 kOe) so với cỏc giỏ trị đó quan sỏt thấy (Hcmax ~ 600 Oe) trờn mẫu khối khi đi qua điểm bự trừ. Bờn cạnh đú, sự hỡnh thành đỉnh cực đại Hc đơn hoặc kộp cũn phụ thuộc vào mức độ hoàn hảo của tinh thể trong mẫu. Cỏc hạt cú nhiều sai hỏng mạng sẽ dẫn đến mụmen từ của cỏc phõn mạng khụng được bự trừ nhau hoàn toàn, khi đú lực khỏng từ chỉ xuất hiện cực đại đơn như quan sỏt thấy trờn mẫu hạt DyIG.
Tỏc giả cũng đưa ra một số kiến nghị tiếp tục nghiờn cứu dựa trờn cỏc kết quả nghiờn cứu đối với hệ hạt pherit ganet đất hiếm như sau:
1. Nghiờn cứu đó gợi mở sự phức tạp của sự phõn bố của cỏc cation đất hiếm cũng như kim loại chuyển tiếp ở cấu trỳc bề mặt hạt và dẫn đến cỏc hiện tượng từ thỳ vị trong cỏc mẫu cú kớch thước nano khi đúng gúp của bề mặt trở nờn chiếm ưu thế. Do đú, cần cú nghiờn cứu tỉ mỉ hơn về cấu trỳc và tớnh chất bề mặt hạt thụng qua cỏc phộp phõn tớch cú độ tin cậy cao như phổ Mửssbauer, phổ nhiễu xạ nơtron, cỏc hiệu ứng quang từ như hiệu ứng Kerr, Faraday... Bờn cạnh đú, việc giảm kớch thước hạt xuống thấp hơn nữa để cú bức tranh toàn diện hơn về ảnh hưởng của lớp bề mặt và hiệu ứng giảm kớch thước lờn cỏc tớnh chất hạt là cần thiết, do đú cần nghiờn cứu sử dụng cỏc phương phỏp mới để chế tạo cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn.
116 2. Ngoài ảnh hưởng của hiệu ứng bề mặt thỡ tương tỏc giữa cỏc hạt cũng đúng vai trũ quan trọng quyết định tớnh chất của hệ vật liệu dạng hạt. Cỏc hạt nano pherit ganet chế tạo được thường cú sự tương tỏc tương hỗ rất lớn dẫn đến hiện tượng kết đỏm. Việc nghiờn cứu sõu hơn về vấn đề năng lượng tương tỏc giữa cỏc hạt và cỏc yếu tố ảnh hưởng đến tương tỏc đúng vai trũ quan trọng trong việc nghiờn cứu ứng dụng cỏc hạt nano pherit ganet đất hiếm trong cỏc lĩnh vực như y sinh, cụng nghệ chất lỏng từ, cụng nghệ ghi từ... Cỏc vấn đề liờn quan đến hướng nghiờn cứu này bao gồm cụng nghệ phõn tỏch và cụ lập cỏc hạt nano, cụng nghệ chế tạo cỏc cấu trỳc lừi/vỏ trong đú vật liệu lừi là ganet cú từ tớnh và vật liệu vỏ là một chất phi từ tớnh, chức năng húa bề mặt hạt…
3. Bờn cạnh việc hoàn thiện cỏc phộp đo khảo sỏt tớnh chất từ ở nhiệt độ thấp của mẫu TbIG và nghiờn cứu sõu hơn trờn cỏc vật liệu pherit ganet đất hiếm khỏc thỡ vấn đề nghiờn cứu sự pha tạp cỏc nguyờn tố khỏc nhau cho cỏc ion Fe và đất hiếm và ảnh hưởng của chỳng lờn cỏc tớnh chất vật lý của cỏc hạt nano pherit cần được tiếp tục nghiờn cứu.