3.1. Vật liệu tổ hợp với lớp từ giảo ở trạng thái vô định hình
3.1.2. Tính chất từ và từ giảo của mang Terfecohan
Đường cong từ trễ của màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo được khảo sát theo hai phương (phương song song và phương vuông góc mặt phăng màng) trên hai màng lang đọng trên hai dé khác nhau là thủy tinh và PZT (hình 3.4).
1.0 1.0
(a) Q
ong song —
0.54 t 0.5-
Vuong góc x
*2 0.0 Z 00
==
-0.5 -0.54
“1.0 T † “1.0 †
~10000 -5000 0 5000 10000 -10000 -5000 0 5000 10000 H (Oe) H (Oe)
Hình 3.4: Đường cong từ tré của mang Terfecohan chế tạo trên dé PZT (a) và
trén dé thuy tinh (b)
Kết quả cho thay mang Terfecohan trên PZT thé hiện tinh di hướng mặt phẳng ngay sau khi chế tạo với lực kháng từ Hc = 140 Oe. Trong khi đó, màng được chế tạo trên dé thủy tinh cho tính chất từ hoàn toàn ngược lại với tính di hướng vuông góc mạnh và lực kháng từ #c = 30 Oe (nhỏ hơn gần 5 lần khi so
sánh với màng được tạo trên đê áp điện).
Kết quả khảo sát độ từ giảo tỷ đối (A/Amax) của màng Terfecohan tạo trên dé thủy tinh đã được thực hiện thông qua hệ đo từ giao bằng phương pháp phản xạ quang học cho kết quả trên hình 3.5. Với phép do này, màng tạo trên dé áp điện không thực hiện được do độ nhám bề mặt màng không cho phép tia laser phan xa. Dị hướng từ vuông góc trên hệ màng Terfecohan/glass được thé hiện bởi đường cong từ giảo khó đạt đến trạng thái bão hòa tại từ trường ngoài cao là
Hpc = 7 kOe.
55
Sự khác nhau về tính chất từ của hai màng này có thể được giải thích là do sự khác nhau về tinh chất của bề mặt dé (độ nhám, lớp vật liệu liên kết). Để minh chứng cho lập luận trên, phương pháp chụp ảnh hiên vi lực nguyên tử dé quan sát độ nhám bề mặt dé đã được thực hiện. Ảnh phân tích trên hinh 3.6 trên 2 dé cho kết quả độ nhám bề mặt dé PZT trung bình lên đến 4,5 um (hình 3.6a) trong khi
giá trị này giảm còn 35 nm đối với bề mặt của thủy tinh (hình 3.6b).
in T T
-6000 -3000 0 3000 6000
H(Oe)
Hình 3.5: Sự phụ thuộc độ từ gido của màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo vào từ trường một chiều
(um) (uum)
(um) 30 (nm)
4 30
2 1525
0 0 5 0
0 25 50 (jum) 0 25 50 (uum)
(a) (b)
Hình 3.6: Hình thái bê mặt của PZT (a) va bé mặt của thủy tinh (b) được chụp bằng kính hiển vi lực nguyên tử.
Màng Terfecohan trên dé PZT có ưu điểm nồi trội là có tính di hướng mặt phẳng ngay sau khi chế tạo. Tuy nhiên màng Terfecohan trên dé thủy tinh lại có ưu điểm là có lực kháng từ nhỏ. Sự khác nhau về tính chất từ của màng
56
Terfecohan trên các dé khác nhau (PZT và thủy tinh) được giải thích là do sự
khác nhau về hình thái bê mặt của đê.
Các khảo sát về tính chất từ được tiếp tục thực hiện trên màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo va sau khi được ủ nhiệt tại nhiệt độ 250°C (hình 3.7).
Các kết quả thực nghiệm thu được đã cho thấy tính chất từ của màng Terfecohan đó thay đổi rừ rệt sau quỏ trỡnh ủ nhiệt. Điều này được biểu hiện thông qua sự chuyên đổi từ tính chất dị hướng vuông góc (màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo - hình 3.7a) sang tinh chất di hướng mặt phăng (màng Terfecohan
sau khi ủ tại nhiệt độ 250°C - hình 3.7b).
1,0 T 1,0
¡ J@)
Š 0,5} Š 0,5
= =
0,0 0,0
0,5; — — Songsong |] -0,5Ƒ —=— Song song
—e— Vuông góc || —e— Vudng góc
“4 ,0 ---s® + L -4 ,0 7 |
-5000 -2500 0 2500 5000 -5000 -2500 0 2500 5000
H (Oe) H (Oe)
Hình 3.7: Đường cong từ trễ của mang Terfecohan trên dé thủy tinh ngay sau khi chế tao (a) và sau khi ủ nhiệt tại nhiệt độ 250°C (b)
Bên cạnh sự chuyên đổi từ dị hướng vuông góc sang dị hướng mặt phẳng,
quá trình ủ nhiệt còn làm tăng cường độ cảm từ của màng tại vùng từ trường
thấp. Kết quả so sánh độ cảm từ của màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo và sau khi ủ nhiệt (tại 250°C) được thể hiện trong hình 3.8.
Kết quả thực nghiệm cho thấy độ cảm từ lớn nhất của màng Terfecohan tại vùng từ trường thấp (< 200 Oe) đã tăng từ 12.105 lên 21.10 sau quá trình ủ
nhiệt.
Như vậy màng Terfecohan sau khi được ủ nhiệt tại nhiệt độ thấp (<
250°C) thì vẫn bảo toàn được trạng thái cấu trúc vô định hình. Quá trình ủ nhiệt có tác dụng làm giải phóng ứng suất nội bên trong màng và do đó đã biến đổi
57
tính chất từ của màng [77]. Sự biến đổi tính chất từ của màng được thể hiện thông qua: i) chuyên từ di hướng vuông góc sang dị hướng mặt phang, ii) tăng cường độ cảm từ tại vùng từ trường thấp < 200 Oe (tăng tính từ mềm của màng trong vùng từ trường thấp).
250°C
Chưa u
-4000 -2000 0 2000 4000 H(Oe)
Hình 3.8: Độ cảm từ của màng Terfecohan ngay sau khi chế tạo và sau khi
nhiệt tại nhiệt độ 250%C