Kẽm (Zn) là một kim loại chuyển tiếp phi từ và tồn tại monmen từ cảm ứng trong hợp chất. Cấu hình điện tử của Zn là 3d10s1 và bán kính ion bằng 0,71 Å lớn hơn bán kính của Mn3+ (0,66 Å) và của Mn4+ (0,60 Å). Điều này ảnh hưởng tới khung bát diện MnO6 gây ra những thay đổi về tính chất điện và từ trong hệ perovskite pha tạp Zn.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay thế Zn cho Mn trong hệ hợp chất La0.67Ca0.33MnO3 các tác giả V.P.S. Awana và các cộng sự [13] nhận thấy rằng: trạng thái sắt từ cũng như mômen từ bão hòa trong hợp chất giảm khi nồng độ pha tạp Zn cho Mn tăng. Cụ thể là nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (TC) giảm mạnh từ 277K ở mẫu không pha tạp xuống 185K ở mẫu pha tạp 15% Zn và nhiệt độ chuyển pha kim loại – bán dẫn/điện môi (Tp) cũng giảm theo sự tăng của nồng độ pha tạp Zn. Ngoài ra, các tác giả cũng quan sát thấy hiệu ứng từ nhiệt trong hệ hợp chất pha tạp Zn là khá lớn với sự biến thiên entropy S = 12.8 (J/kg.K) ở nồng độ pha tạp Zn cho Mn bằng 3%. Các tác giả E.V. Sotirova cùng các cộng sự [71] nghiên cứu trên hệ hợp chất La0.7Sr0.3Mn1-xZnxO3 đã chỉ ra rằng: hằng số mạng và thể tích ô cơ sở tăng mạnh khi nồng độ pha tạp Zn cho Mn tăng và hiệu ứng Jahn – Teller xuất hiện trong mẫu gây ra những biến đổi về các tính chất vật lý trong vật liệu. Cũng giống như trong hệ La0.67Ca0.33Mn1-xZnxO3 các tác giả [71] quan sát thấy trong hệ La0.7Sr0.3Mn1-xZnxO3 trạng thái sắt từ giảm rõ rệt cùng với sự tăng của nồng độ pha tạp Zn: Nhiệt độ chuyển pha TC cao (khoảng 350K ở mẫu không pha tạp giảm xuống 250K ở mẫu pha tạp 30% Zn), nhiệt độ chuyển pha TP giảm rất mạnh từ 380K ở mẫu không pha tạp và đạt 160K khi nồng độ pha tạp Zn tăng lên 30%.
Như vậy, có thể nhận thấy rằng: pha tạp Zn cho Mn trong các hệ perovskite manganite đã làm thay đổi rất lớn tới tính chất vật lý của hệ, đặc biệt là tính chất điện, tính chất từ. Trên thế giới, nghiên cứu ảnh hưởng của các ion phi từ, nhất là ảnh hưởng của sự pha tạp Zn cho Mn trong các hệ perovskite manganite còn hạn chế. Một số bài báo mới đề cập nhiều tới sự thay đổi tính chất điện từ, chưa tìm hiểu sâu về hiệu ứng từ
trở khổng lồ trong các hợp chất perovskite manganite pha tạp Zn. Xuất phát từ tình hình đó và sự hấp dẫn khi nghiên cứu ảnh hưởng của các ion phi từ vào vị trí Mn trong hệ hợp chất perovskite manganite, luận án đã chọn pha tạp Zn cho Mn trong hệ hợp chất La2/3Ca1/3Mn1-xZnxO3 để nghiên cứu tính chất điện và từ đặc biệt là hiệu ứng từ trở khổng lồ.
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM