Xem trước tài liệu

Đang tải tài liệu...

Thông tin chi tiết tài liệu

Định dạng: PDF
Số trang: 184 trang
Dung lượng: 9 MB

Giới thiệu nội dung

Mô Phỏng Monte Carlo Cho Hệ Vi Cầu Từ Tính Fe3O4/Poly(Glycidyl Methacrylate)

Tác giả: Nguyễn Thanh Hoàng
Lĩnh vực: Vật liệu Quang học, Quang điện tử và Quang tử
Nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung vào việc mô phỏng hệ vi cầu từ tính Fe3O4/Poly(Glycidyl Methacrylate) bằng phương pháp Monte Carlo. Nghiên cứu xem xét các đặc trưng từ tính của vật liệu, bao gồm dị hướng từ, mô-men xoắn và nhiệt độ khóa. Luận án cũng phân tích ảnh hưởng của tương tác lưỡng cực-lưỡng cực và khoảng cách giữa các hạt nano Fe3O4 đến tính chất từ của vi cầu. Các kết quả thực nghiệm và tính toán số được trình bày, cùng với ứng dụng tiềm năng của vật liệu trong xử lý nước.
Mục lục chi tiết:

  • Trang phụ bìa
  • Lời cam đoan
  • Lời cảm ơn
  • Mục lục
  • Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
  • Danh mục các bảng
  • Danh mục các hình vẽ, đồ thị
  • Mở đầu
  • Chương 1. Tổng quan
    • 1.1. Vi cầu từ tính Poly(glycidyl methacrylate)/Fe3O4
      • 1.1.1. Thành phần cấu tạo
      • 1.1.2. Vật liệu nền Poly(Glycidyl methacrylate)
      • 1.1.3. Vật liệu thành phần: Hạt nano từ Fe3O4
      • 1.1.4. Ứng dụng tiềm năng của vật liệu vi cầu Fe3O4/Poly(glycidyl methacrylate)
        • 1.1.4.1. Hệ phân phối thuốc hướng đích
        • 1.1.4.2. Tăng thân nhiệt cục bộ
        • 1.1.4.3. Vi lưu – Microfluidics
        • 1.1.4.4. Hấp phụ iôn kim loại nặng
    • 1.2. Mô phỏng máy tính trong khoa học vật liệu
      • 1.2.1. Bản chất của quá trình mô phỏng trên máy tính
      • 1.2.2. Hệ thống và mô hình
        • 1.2.2.1. Hệ thống
        • 1.2.2.2. Mô hình
      • 1.2.3. Giải pháp giải tích và giải pháp mô phỏng
        • 1.2.3.1. Giải pháp giải tích
        • 1.2.3.2. Mô phỏng trên máy tính
      • 1.2.4. Các chi tiết kỹ thuật của quá trình mô phỏng trong khoa học vật liệu
        • 1.2.4.1. Trạng thái ban đầu của mô hình
        • 1.2.4.2. Các điều kiện biên
        • 1.2.4.3. Thế tương tác
        • 1.2.4.4. Các bước tiến hành quá trình mô phỏng
        • 1.2.4.5. Một số phần mềm để mô phỏng trong khoa học vật liệu
    • 1.3. Tình hình nghiên cứu
      • 1.3.1. Trong nước
      • 1.3.2. Trên thế giới
  • Chương 2. Phương pháp nghiên cứu
    • 2.1.Thực nghiệm
      • 2.1.1. Quy trình tổng hợp
        • 2.1.1.1. Trùng hợp vật liệu nền Poly(Glycidyl methacrylate) (PGMA)
        • 2.1.1.2. Tổng hợp vi cầu Fe3O4/Poly(Glycidyl methacrylate)
        • 2.1.1.3. Tổng hợp các hạt nano từ Fe3O4 trần
        • 2.1.1.4. Tiến hành đo độ hấp phụ kim loại nặng
      • 2.1.2. Các phương pháp phân tích
        • 2.1.2.1. Phương pháp đo nhiễu xạ tia X (XRD)
        • 2.1.2.2. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)
        • 2.1.2.3. Từ kế mẫu rung (VSM)
        • 2.1.2.4. Hiển vi điện tử quét (SEM)
        • 2.1.2.5. Hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
        • 2.1.2.6. Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
    • 2.2. Tính toán lý thuyết số
      • 2.2.1. Định luật tiếp cận bão hòa (The Law of approach to saturation – LAS)
      • 2.2.2. Làm khớp với hàm Langevin
      • 2.2.3. Các chương trình (program) tính toán lý thuyết số và biểu thị kết quả
    • 2.3. Mô phỏng máy tính
      • 2.3.1. Phương pháp Monte Carlo (MC)
      • 2.3.2. Mô phỏng mô hình spin nguyên tử
        • 2.3.2.1. Spin Hamiltonian
        • 2.3.2.2. Phương trình Landau-Lifshizt-Gilbert
        • 2.3.2.3. Tệp đầu vào
        • 2.3.2.4. Các đại lượng từ tính
      • 2.3.3. Hệ thống thực hiện mô phỏng
        • 2.3.3.1. Hệ tính toán hiệu năng cao
        • 2.3.3.2. Hệ điện toán lưới
  • Chương 3. Kết quả và thảo luận
    • 3.1. Kết quả thực nghiệm và tính toán số
      • 3.1.1. Nhiễu xạ tia X (XRD)
      • 3.1.2. Phổ hồng ngoại chuyển Fourier (FTIR)
      • 3.1.3. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
      • 3.1.4. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
      • 3.1.5. Đường cong từ hóa
      • 3.1.6. Tính toán lý thuyết số
        • 3.1.6.1. Định luật tiếp cận bão hòa
        • 3.1.6.2. Làm khớp với hàm Langevin
      • 3.1.7. Ứng dụng vật liệu vi cầu Fe3O4/PGMA trong xử lý nước
    • 3.2. Kết quả mô phỏng máy tính
      • 3.2.1. Mô phỏng Monte Carlo
      • 3.2.2. Mô phỏng mô hình spin nguyên tử
        • 3.2.2.1. Đường cong từ nhiệt
        • 3.2.2.2. Ảnh hưởng của tương tác lưỡng cực-lưỡng cực đến tính chất từ của vi cầu
        • 3.2.2.3. Tính chất từ của vi cầu phụ thuộc khoảng cách liên hạt
        • 3.2.2.4. Tính chất từ của vi cầu phụ thuộc kích thước hạt
        • 3.2.2.5. Vai trò và ảnh hưởng của tương tác lưỡng cực lên nhiệt độ khóa
        • 3.2.2.6. Mô-men xoắn của vật liệu vi cầu Fe3O4/PGMA
  • Kết luận và kiến nghị
  • Danh mục công trình của tác giả
  • Tài liệu tham khảo
  • Phụ lục