Luận văn: Chế Tạo Và Nghiên Cứu Các Tính Chất Điện Từ Của Hạt Nano BiFe1-xMnxO3

Chế tạo và Nghiên cứu các Tính chất Điện từ của Hạt Nano BiFe_1-xMn_xO₃

Tác giả: Vũ Thị Tuyết

Lĩnh vực: Khoa học Vật chất

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung nghiên cứu về chế tạo và khảo sát tính chất điện từ của hạt nano BiFe_1-xMn_xO₃. Nghiên cứu này xuất phát từ tiềm năng ứng dụng rộng rãi của vật liệu multiferroic, đặc biệt là Bismuth Ferrite (BFO), trong các lĩnh vực như năng lượng mới, cảm biến, công nghệ siêu cao tần, bộ nhớ, và y sinh. BFO sở hữu đồng thời tính sắt điện và phản sắt từ ở nhiệt độ phòng, cùng với tính sắt từ yếu ở nhiệt độ thấp, tạo nên nhiều đặc tính lý thú. Tuy nhiên, BFO cũng tồn tại những hạn chế như dòng dò lớn và từ tính yếu. Do đó, việc cải thiện tính chất của BFO thông qua pha tạp là một hướng nghiên cứu quan trọng.

Đề tài tập trung vào việc pha tạp Mn vào vị trí của Fe trong BFO (BiFe_1-xMn_xO₃) với mong muốn tìm hiểu ảnh hưởng của Mn lên tính chất điện từ. Nghiên cứu đã đề xuất các nhiệm vụ chính bao gồm tổng quan về cấu trúc và tính chất điện từ của BFO, chế tạo mẫu nano BiFe_1-xMn_xO₃ bằng phương pháp sol-gel, nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến sự hình thành pha, hình thái hạt và tính chất từ của mẫu BFO, và khảo sát cấu trúc, tính chất từ của hệ mẫu BiFe_1-xMn_xO₃ với các tỉ lệ tạp Mn khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập, phân tích tài liệu lý thuyết và thực nghiệm chế tạo mẫu, khảo sát tính chất cấu trúc (XRD), hình thái hạt (SEM), và tính chất từ (VSM) của các mẫu. Luận văn được cấu trúc thành 3 chương chính: Tổng quan về vật liệu Multiferroic và Bismuth Ferrite, Các phương pháp chế tạo và khảo sát tính chất của các hạt nano BFO, và Kết quả và thảo luận.

Mục lục chi tiết:

• TRANG BÌA PHỤ
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• MỞ ĐẦU
  • 1. Lý do chọn đề tài
  • 2. Mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài
  • 3. Phương pháp nghiên cứu
  • 4. Cấu trúc luận văn
• Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU MULTIFERROIC VÀ BISMUTH FERRITE
  • 1.1. Multiferroics
    • 1.1.1. Vật liệu multiferroic đơn pha
    • 1.1.2. Vật liệu multiferroic tổ hợp
  • 1.2. Tính chất sắt điện của vật liệu
    • 1.2.1. Khái niệm về sắt điện
    • 1.2.2. Nhiệt độ chuyển pha sắt điện
    • 1.2.3. Cấu trúc đômen sắt điện
    • 1.2.4. Đường cong điện trễ
  • 1.3. Tính chất sắt từ, phản sắt từ của vật liệu
    • 1.3.1. Tính sắt từ
    • 1.3.2. Tính phản sắt từ
  • 1.4. Cấu trúc tinh thể và các tính chất cơ bản của vật liệu BFO
    • 1.4.1. Cấu trúc tinh thể
    • 1.4.2. Tính chất điện từ của vật liệu
  • 1.5. Ảnh hưởng của kích thước đối với tính chất của hệ mẫu BFO
  • 1.6. Tổng quan về tình hình nghiên cứu hệ vật liệu BiFe_1-xR_xO₃ (R= Mn, Cr, Co,…) trên thế giới
  • 1.7. Ứng dụng của vật liệu BFO
• Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA CÁC HẠT NANO BFO
  • 2.1. Các phương pháp chế tạo hạt nano BFO
    • 2.1.1. Phương pháp phản ứng pha rắn
    • 2.1.2. Phương pháp thủy nhiệt
    • 2.1.3. Phương pháp nuôi đơn tinh thể
    • 2.1.4. Phương pháp sol-gel
  • 2.2. Các phương pháp thực nghiệm nghiên cứu tính chất của mẫu
    • 2.2.1. Phép đo nhiễu xạ tia X (XRD)
    • 2.2.2. Chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
    • 2.2.3. Khảo sát tính chất từ bằng từ kế mẫu rung VSM
• Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. Chế tạo và nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lí nhiệt đến sự hình thành pha, tính chất từ và hình thái hạt của vật liệu BFO
    • 3.1.1. Ảnh hưởng của chế độ xử lí nhiệt đến sự hình thành pha của vật liệu BFO
    • 3.1.2. Đường cong từ trễ của hệ mẫu BFO
    • 3.1.3. Ảnh SEM của hệ mẫu BFO
  • 3.2. Khảo sát cấu trúc và tính chất từ của hệ mẫu BiFe_1-xMn_xO₃
    • 3.2.1. Ảnh hưởng của sự thay thế Mn cho Fe lên cấu trúc tinh thể của hệ mẫu BiFe_1-xMn_xO₃
    • 3.2.2. Ảnh SEM của hệ mẫu BiFe_1-xMn_xO₃
    • 3.2.3. Ảnh hưởng của sự thay thế một phần Fe bởi tạp Mn lên tính chất từ của hệ mẫu BiFe_1-xMn_xO₃
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ