Hình 3.13, 3.14 và 3.15 là đồ thị biểu diễn tỷ số từ trở CMR(%) của các mẫu nghiên cứu La Ca Mn2/3 1/3 0,90TM0,10O3(với TM = Al, Cr, Cu) ở những nhiệt độ xác định trong vùng từ trường thấp H [-0,4T – 0,4T].
56
Hình 3.13. Đồ thị tỷ số CMR ở các nhiệt độ khác nhau của mẫu
2/3 1/3 0,90 0,10 3
La Ca Mn Al O
Hình 3.14. Đồ thị tỷ số CMR ở các nhiệt độ khác nhau của mẫu
2/3 1/3 0,90 0,10 3
57
Hình 3.15. Đồ thị tỷ số CMR ở các nhiệt độ khác nhau của mẫu
2/3 1/3 0,90 0,10 3
La Ca Mn Cu O
Các đồ thị cho thẩy rằng : ở một nhiệt độ xác định, từ trường càng tăng thì tỉ số CMR càng lớn. Sở dĩ có điều này là do khi mẫu chịu tác dụng của từ trường ngoài thì mômen từ của các lớp Mn trở lên định hướng tốt hơn theo phương của từ trường ngoài, khi từ trường càng tăng thì sự định hướng mômen từ của các lớp Mn càng tốt dẫn đến quá trình tán xạ từ của các điện tử dẫn càng giảm, do đó điện trở của mẫu càng giảm, nghĩa là tỉ số từ trở của mẫu càng lớn.
Bảng 3.5 là một số kết quả thu được khi tiến hành phép đo từ trở ở các nhiệt độ khác nhau trong vùng từ trường thấp H = [-0,4T-0,4T] của các mẫuLa Ca Mn2/3 1/3 0,90TM0,10O3 (TM = Al, Cr, Cu)
58
Bảng 3.5. Tỉ số CMR(%) của mẫu nghiên cứu ở các nhiệt độ xác định
Mẫu La2/3Ca1/3Mn0,90Al0,10O3 Nhiệt độ (K) 221 229 239 246 CMR(%) 6,7 9,3 10,8 6,5 Mẫu La2/3Ca1/3Mn0,90Cr0,10O3 Nhiệt độ (K) 118 125 142 159 178 196 CMR(%) 11,5 10,4 9,4 7,3 5,6 4,2 Mẫu La2/3Ca1/3Mn0,90Cu0,10O3 Nhiệt độ (K) 125 135,5 150 154 200 CMR(%) 3 7 12 11 1,75
Từ bảng 3.5, ta nhận thấy:ở nhiệt độ thấp từ trở của mẫu nhỏ, giá trị này tăng dần theo nhiệt độ và đạt cực đại là 10,8% đối với mẫu La Ca Mn2/3 1/3 0,90Al0,10O3, 10,4% đối với mẫuLa Ca Mn2/3 1/3 0,90Cr0,10O3 và 12% đối với mẫu La Ca Mn2/3 1/3 0,90Cu0,10O3 tại các nhiệt độ lần lượt là 239K, 125K và 150K. Như vậy, giá trị từ trở của cac mẫu đạt cực đại xung quanh vùng nhiệt nhiệt độ chuyển pha kim loại – điện môi và giảm dần về hai phía nhiệt độ cao hơn và thấp hơn nhiệt độ TM-I
Bảng 3.5 còn cho ta thấy khi nhiệt độ tăng thì tỉ số CMR giảm dần. Có thể cho rằng khi nhiệt độ tăng thì các điện tử sẽ tương tác mạnh và các fonôn dao động
59 KẾT LUẬN
1. Chúng tôi đã chế tạo được mẫu đơn pha với cấu trúc trực thoi thuộc nhóm perovskite bằng phương pháp gốm.
2. Đã xác định được nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (TC).Nhiệt độ chuyển pha Tc giảm mạnh khi thay thế TM = Al, Cr, Cu với 10% nguyên tử trong các mẫu La Ca Mn2/3 1/3 0,90TM0,10O3.
3. Nhiệt độ chuyển pha kim loại - bán dẫn (Tp) thu được trong các mẫu 2/3 1/3 0,90 0,10 3
La Ca Mn TM O (TM = Al, Cr, Cu) dịch chuyển về phía nhiệt độ cao cỡ 2 - 3K dưới tác dụng của từ trường thấp H = 0,4 T.
4. Tỉ số từ trở cực đại CMR (%) của các mẫu đã được xác định trong từ trường H (-0,4 T 0,4 T). Tỉ số này giảm dẫn khi nhiệt độ tăng lên.
5. Đã xác định được tỷ số Mn3+/Mn4+ cho các mẫu nghiên cứu. Trên cơ sở đó, có thể cho rằng: nguồn gốc của sự thay đổi tính chất trong các hợp chất này là sự cạnh tranh tương tác giữa tương tác trao đổi kép DE với tương tác siêu trao đổi SE trong quá trình thay thế các nguyên tố Al, Cr, Cu vào vị trị Mn.
60
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Hữu Đức (2004), Vật liệu từ liên kim loại .NXB ĐHQGHN
2. Đào Nguyên Hoài Nam (2001), Các tính chất thủy tinh từ trong một số vật
liệu perovskite ABO3, luận án tiến sĩ vật lý, Viện Khoa Học Vật Liệu – Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia.
Tiếng Anh
3. Anderson P. W. (1963), Exchange in insulator, superexchange,
directexxchange and double exchange in Magnetism, Academic Press, New York, Vol. I, pp. 25.
4. Avon Word, Kirby Dwight (1993), Solid State Chem, Chapman and Hall,
New York
5. Billinge S. J. L., DiFrancesco R. G., Kwei G. H., Neumeier J. J., and
Thompson J. D (1996), Direct Observation of Lattice Polaron Formation
in the Local Structure of La1-xCaxMnO3, Phys. Rev., Vol 58, pp 724.
6. C.Zener, “Interaction between the d-shells in the transition metals”, Phys.
Rev. 81. (1951) 440.
7. Darshan C. Kundalya, et al, Journal of Magnetism and Magnetic Material
264 (2003) 62 – 69
8. Damay F., Maignan A., Nguyen N., Raveau B. (1996), “Increase of the
GMR Ratios up to 106 by Iron Doping in the manganite
Sm0.56Sr0.44MnO3”, Jour. Solid State Chemistry 124(2), pp. 385–387. 9. Ferbabdez-Baca J.A., Dai P., Hwang H.Y., Kloc C., and Cheong S.W.
(1998), “Evolution of the Low-Frequency Spin Dynamics in
Ferromagnetic Manganites”, Physical Review Letters 80, pp. 4012-4015.
61
(1995), Phys. Rev. Lett., Vol. 75, No. 5, pp.5309
11. Itoh.M., Natori I. Kubota S., and Motogak, Phys Soc. Jpn, (1994), pp.
1486-1492.
12. Jahn and Teller (1937), “Stability of polyatomic molecules in degenerate
electronic states. I-orbital degeneracy,” Proc. Roy. Soc., A161, pp. 220.
13. Jonker G.H and Vansanten J.H, J Phys 16 (1950), pp.337.
14. Korotin M. A., Ezhov S. Yu., Solovyeu I.. V., Anisimov V. I., Khomskii D.
I,Sawatzky G. A. (1966), Phys. Rev. B, 54, pp. 5309
15.Megaw H. D. (1946), Crystal structure of double oxides of the perovskite type.
Proc. Phys. Soc., 133, pp. 326. Millis A. J., Littlewood P. B.,
16.YounSun, Xiaojun Xu, Yuheng Zhang et al, Journal of Magnetism and
Magnetic Materials, 219 (2000) 183 – 185
17. K.Y.Wang, W.H.Song, J.M.D ai, S.L.Ye,”S.G.Wang J.App”, Phys,(90) (2001), pp. 6263 – 6267.
18. Nagaev E.L., “Mir Publisher”, Moscow. (1993).
19. Nguyen Huy Sinh, Do Hong Minh, Nguyen Anh Tuan, “Magnetic
properties of perovskite La... J. Workshop on Advanced Science and Technology”, Ha Noi 22-23/12(2003).
20.Nguyen Huy Sinh, Nguyen Anh Tuan, Do Hong Minh, Proceeding of the
Seventh VietNamese – German on Physics and Engineering Ha Long city, from March, 28 to April, 5, 2004.
21. Robert, C.O Handley, “Modern Magnetic Material. Prin ciples and Application, Awiley – In terscience Publication”, Chapter 15.