Luận án Tiến sĩ Vật lí: Cấu trúc và tính chất của một số loại perovskite đơn và kép chứa Mn

Cấu trúc và tính chất của một số loại perovskite đơn và kép chứa Mn

Tác giả: Phạm Thế Tân
Lĩnh vực: Vật lý Chất rắn
Nội dung tài liệu:
Luận án tiến sĩ vật lý này tập trung nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của một số loại vật liệu perovskite đơn và kép có chứa Mangan (Mn). Nghiên cứu đi sâu vào phân tích cấu trúc pha, cấu trúc điện tử của vật liệu CaMnO3 không pha tạp và pha tạp Fe ở nồng độ thấp. Đồng thời, luận án cũng tiến hành chế tạo và khảo sát các đặc tính của hệ mẫu perovskite kép chứa mangan. Mục tiêu là đưa ra bức tranh toàn diện hơn về sự cạnh tranh tương tác sắt từ – phản sắt từ trong các hệ vật liệu khi có sự thay đổi cấu hình tương tác từ 3D sang 2D. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thực nghiệm kết hợp với công cụ lý thuyết để giải thích các hiệu ứng vật lý quan sát được và tiên đoán các trạng thái đặc hiệu của vật liệu.

Mục lục chi tiết:
– Lời cam đoan
– Lời cảm ơn
– Mục lục
– Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
– Danh mục các bảng biểu
– Danh mục các hình vẽ
– Chương 1. Tổng quan về vật liệu perovskite manganite
– 1.1. Cấu trúc tinh thể của perovskite
– 1.2. Sơ đồ cấu trúc điện tử trong trường ion bát diện
– 1.3. Phân loại các tương tác từ trong oxít kim loại
– 1.3.1. Tương tác RKKY
– 1.3.2. Tương tác siêu trao đổi (Super Exchange – SE)
– 1.3.3. Tương tác trao đổi kép (Double Exchange – DE)
– 1.3.4. Cạnh tranh giữa tương tác sắt từ và phản sắt từ trong vật liệu perovskite manganite
– 1.3.5. Công thức ước đoán Tc dựa trên nồng độ pha tạp
– 1.3.6. Một số hiệu ứng nổi bật trong các perovskite manganite
– 1.4. Hệ vật liệu perovskite CaMnO3
– 1.5. Hệ vật liệu perovskite CaMnO3 pha tạp Fe
– 1.6. Hệ vật liệu perovskite kép La2CoMnO6
– Kết luận chương 1
– Chương 2. Các phương pháp thực nghiệm và lý thuyết
– 2.1. Các phương pháp thực nghiệm
– 2.1.1. Phương pháp phản ứng pha rắn
– 2.1.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction, XRD)
– 2.1.3. Phổ tán xạ Raman
– 2.1.4. Phương pháp từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer, VSM)
– 2.1.5. Phương pháp bốn mũi dò đo điện trở suất
– 2.2. Lý thuyết phiếm hàm mật độ
– 2.2.1. Phương trình Schrödinger hệ nhiều hạt
– 2.2.2. Lý thuyết phiếm hàm mật độ hệ nhiều hạt
– 2.2.3. Lý thuyết Hohenberg – Kohn
– 2.2.4. Phiếm hàm tương quan-trao đổi
– Kết luận chương 2
– Chương 3. Chế tạo và nghiên cứu hệ vật liệu perovskite CaMnO3
– 3.1. Các kết quả thực nghiệm trên hệ perovskite đơn lớp CaMnO3
– 3.1.1. Chế tạo hệ vật liệu perovskite CaMnO3 và nghiên cứu tính chất
– 3.1.2. Kết quả nghiên cứu cấu trúc hệ perovskite CaMnO3
– 3.1.3. Kết quả đo từ độ phụ thuộc nhiệt độ của hệ CaMnO3
– 3.1.4. Nghiên cứu phổ tán xạ Raman của hệ CaMnO3
– 3.2. Các kết quả tính toán mô phỏng trên hệ perovskite đơn lớp CaMnO3
– 3.2.1. Đánh giá về cấu trúc mạng
– 3.2.2. Đánh giá về cấu trúc vùng và độ rộng vùng cấm
– 3.2.3. Đánh giá về các cấu hình từ khác nhau
– 3.2.4. Đánh giá về mật độ trạng thái, các đại lượng của tương quan mạnh
– 3.2.5. Đánh giá về các trật tự spin khác nhau
– 3.2.6. Đánh giá về phân bố điện tích, độ âm điện
– 3.2.7. Đánh giá về trạng thái từ của CaMnO3 ở dạng màng mỏng
– 3.2.8. Đánh giá về sự xâm nhập sắt từ của CaMnO3 ở dạng hạt nano
– 3.2.9. Đánh giá về ảnh hưởng của sai hỏng mạng, nồng độ oxy lên sự hình thành các trạng thái từ
– Kết luận chương 3
– Chương 4. Chế tạo, nghiên cứu tính chất hệ vật liệu perovskite CaFexMn1-xO3 và hệ vật liệu perovskite kép La2Co1-xFexMnO6
– 4.1. Kết quả nghiên cứu tính chất hệ vật liệu perovskite CaFexMn1-xO3 (x = 0,00; 0,01; 0,03; 0,05)
– 4.1.1. Chế tạo và một số phép đo nghiên cứu tính chất hệ mẫu CaFexMn1-xO3 (x = 0,00; 0,01; 0,03; 0,05)
– 4.1.2. Nghiên cứu cấu trúc đối với hệ mẫu CaFexMn1-xO3 (x=0,00; 0,01; 0,03; 0,05)
– 4.1.3. Nghiên cứu tính chất từ của hệ mẫu CaFexMn1-xO3 (x=0,00; 0,01; 0,03; 0,05)
– 4.1.4. Nghiên cứu phổ Raman của hệ mẫu CaFe Mn1-xO3 (x=0,00; 0,01; 0,03; 0,05)
– 4.2. Kết quả nghiên cứu tính chất hệ vật liệu perovskite kép La2C01-xFexMnO6 (x = 0.00; 0,01; 0,02 và 0,03)
– 4.2.1. Chế tạo và một số phương pháp nghiên cứu tính chất hệ vật liệu perovskite kép La2C01-xFexMnO6 (x = 0,00; 0,01; 0,02; 0,03)
– 4.2.2. Nghiên cứu cấu trúc của hệ vật liệu perovskite kép La2C01-xFexMnO6 (x = 0,00; 0,01; 0,02 và 0,03)
– 4.2.3. Nghiên cứu tính chất điện của hệ mẫu La2C01-xFexMnO6 (x=0,00; 0,01; 0,02; 0,03)
– 4.2.4. Nghiên cứu tính chất từ của hệ mẫu La2C01-xFexMnO6 (x=0,00; 0,01; 0,02; 0,03)
– Kết luận chương 4
– Kết luận
– Danh mục các công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án
– Tài liệu tham khảo