M Quỏ trỡnh thuận đúng gúp χH trở nờn lớn hơn so
2.2.2. Ảnh hưởng của sự biến đổi húa trị của cỏc ion từ tớnh lờn mụmen từ và nhiệt độ Curie
mụmen từ và nhiệt độ Curie
Sự thay đổi về cấu trỳc hoặc sai hỏng mạng của cỏc hạt pherit ganet đất hiếm chế tạo bằng phương phỏp nghiền bi [44,91] là nguyờn nhõn dẫn tới hiện tượng cấu trỳc spin nghiờng của vật liệu, khiến cho cỏc đường từ húa của vật liệu ở nhiệt độ thấp khụng thể bóo hũa ngay cả khi đặt trong từ trường lớn. Ngoài ra, do hiện tượng khụng bự trừ hoàn toàn giữa cỏc phõn mạng từ, mụmen từ của GdIG ở nhiệt độ phũng được quan sỏt thấy tăng lờn khi thời gian nghiền lờn đến
44 25 giờ như trờn hỡnh 1.24.
Trong YIG khụng xảy ra hiện tượng này nờn mụmen từ giảm dần theo thời gian nghiền.
Một nghiờn cứu khỏc cũng sử dụng phương phỏp nghiền bi đối với vật liệu DyIG của Guillot và đồng nghiệp [95] cho thấy, vật liệu đạt đến kớch thước 22 nm sau 30 giờ nghiền. Mụmen từ của vật liệu cũng khụng bóo hũa ngay cả ở từ trường 280 kOe.
Nhiệt độ Curie của vật liệu nano lớn hơn vài độ so với vật liệu khối và đặc biệt, nghiờn cứu trờn phổ Mửssbauer cho thấy tồn tại đến 15% ion Fe2+
trong vật liệu nano – ion khụng tồn tại trong vật liệu khối ban đầu. Điều này chứng tỏ quỏ trỡnh nghiền làm giảm kớch thước vật liệu nhưng đồng thời cũng gõy ra cỏc sai hỏng, thiếu ion oxy, dẫn đến ion Fe3+ chuyển sang trạng thỏi Fe2+ để cõn bằng húa trị. Cỏc
Hỡnh 1.25 Đường cong từ húa của cỏc hạt GdIG kớch thước 22, 35, 47, 75 và 100 nm ở 4,2 K [94]
Hỡnh 1.24 Đường cong từ nhiệt của cỏc mẫu GdIG trước và sau khi nghiền ở từ trường 1008 Oe. Hỡnh nhỏ chỉ ra nhiệt độ bự trừ của mẫu GdIG trước khi nghiền khi đặt trong từ trường
45 kết quả nghiờn cứu của Chinnasamy [94] cũng cho thấy nồng độ Fe2+ tăng lờn theo thời gian nghiền đối với vật liệu GdIG khi giảm kớch thước từ vật liệu khối xuống đến 22 nm. Sự cú mặt của ion Fe2+ và sự phõn bố của cỏc ion này trong phõn mạng bốn mặt và tỏm mặt là nguyờn nhõn khiến cho cỏc hạt GdIG ở kớch thước dưới 100 nm (ngoại trừ trường hợp 35 nm) cú mụmen từ bóo hũa cao hơn 11% so với mẫu khối, như được chỉ ra trờn hỡnh 1.25.