Khảo sát tính chất dẫn điện và từ của LiCu2O2 kích thước nhỏ khi doping

1. CHƯƠNG 1: OB3OP JATEPATY

1.1. OCOÔ€HHOCTH TDAHCIIODTHBIX H MaâTHWHTHBbIX CBOHCTB B 3JICKTPOHHO-KOPPCJINDOBAHHBIX CHCTCMax

1.2. ỞHaHHbieO cTpykKType H CBOCTBaX KyIIDaTa JIHTH4 LiCu,O,

1.2.1. KDpHCTa:1IWq€CKañ CTDYKTYpa

1.2.2. MarHnTHbIe cBofcrBa LiCu,0,

1.2.3. 2/IeKTpwuecKne cBOlicrpa LiCu,O,

1.2.4. LebcIIeKTWBbI IDHM€H€HH1 MyJIbTHeppounKoB LiCu,O, B 3JI€KTDOHHOl T€XHHK€

1.3. BBIBO/TBI H3 JMTeparypHoro OÔ3O0Da, IIOCTaHOBKä IH€/IH H 34714 HCCJIGIOBaHHI

2. METO/JTBI IIOJIVNNEHHứZI OBPA3HOB H UX WCCJIE7IOBAHHH

2.1. PacrBop-pacI/IaBHazI KDHCTAJLIH3aIH4

2.2. becruresibHad 30HHas IJIAaBKa

2.3. TepMooÕpaÕOTKH KDHCTA/LIOB

2.4. P€HTT€HOCII€KTPA/IbHbIl aHA/IH3

2.5. PeHTreHoBcKnli a3OBHIlÍ aHa/IH3

2.6. OID€/I€/I€HH€ Da3M€DOB 2/I€M€HTADHOI qelfKH

2.7. OIIpe/Ie;I€HWe ODH€HTaIIWH KDHCT4/1/IOTpa(bHuecKHX ocelH B KDHCTA/1/I€

2.8. ViccneqoBaHud 23JI€KTDHH€CKHX CBOHCTB

2.9. WccJI€IOBaAHHä MAâTHHTHBIX CBOKCTB

2.10. JpyTne wccJIe1oBaHn1

3. 2KCIIEPHMEHTAJIBHBIE PE3YJIBTATbI H UX ObCVX HEHHE

3.1. BbIpaIIiBaHW€ MOHOKDHCT4JIJIOB H UX TEDMOOØÔDAÔØOTKa

3.2. PacTBOp-pacIIIaBHas KpHCT4. PacTBOp-pacIIIaBHast KpHCT4J1183aI1w LICu¿O¿ c 7OØaBKaMH aTOMOB cepeOpa Ag, IIWHKa Zn

3.3. 30HHasd KpHCT4J1183aI1n5 LiCu,O0,

3.4. TepMooØpa6oTrKa kpuctasuia LiCu,0,

3.5. IIpuroropienve OÕDA3IIOB JWI HCCIeOBaHHH 3JICKTDHU€CKHX CBOÍCTB

3.6. Ïe€pMOTpaABHM€TDHu€CKH€ WCC/I€IOBAHH1

3.7. T€pMOTDABHM€TDHU€CKN€ WCCJI€IOBAHH4 B BO3/IYHIHOl agMOcjepe

3.8. T€pMOTDpaBHM€TDpHue€CKHW©€ WCC/I€IOBaHH4 LICu¿O; B atMocdepe aproHa

3.9. PeHTT€HO(Ùa3OBbili H D€HTT€HOCII€KTDAJIbHHIÌ aHAJIH3bI

3.10. OÔP43IOB

3.11. PeHTreHoBckKnli (Ùa3OBHIlÍ aHa/IH3

3.12. XHMHU€CKHH COCTaB

3.13. PeHTreHOCIIeKTpaJIbHBI ;IYOD€CH€HTHhIÌÍ aHaJIH3

3.14. JÏa3€pHbIli MaCC—CIICKTDOM€TDHuM€CKHH HAJIH3

3.15. 3aBHCHMOCTb DA3M€DOB 3JI€M€HTADHOÏH q©liKH OT COCTABOB Ag H Zn

3.16. 3jaBHCMOCTE DA3M€DOB 2JI€M€HTADHOÏIÍ q©liKH OT T€DMOOØDaØOTKH

3.17. OpW€HTaIIH4 KDHCTAJ1IOFpaÙwecKOTO HaIIDABJICHH4%

3.18. MaTHHTHbBI€ CBOlCTBa KpHCTa/1L1a LiCu,O,

3.18.1. Maruutupie cBolfcTbBa LiCu,0,

3.18.2. MarHwTHBI€ cBofcTBa LiCu,O, c 1OÕaBJICHH€M cepeOpa

3.19. 3/IeKTpoQH3wwuecKwe cBolicrBa LiCu,O,

3.20. MoHokpwcTa/11bIi LiCu2O0,

3.21. MoHokpwcTa/11bi LiCu202 nocsie TeDMOOØDaÔOTKH

3.22. OGØpa3en A4

3.23. MoHokpncTa1II LICua¿O; c 1OÕaBJIeHH€M cCepeÕpa w IHKa

3.24. 3.1IbIi Li(Cuy.2 KpncTra/uIbI Li(Cu,.Zn,)202

3.25. OCHOBHBI€ pe3yJIbTaThI H BBIBO/IbI IIO /IICCCDTAIIHOHHOÏÍ DaÕØOT€

3.26. CTIHCOK JIHT€DATYPBI

I. Giới thiệu về tính chất dẫn điện và từ của LiCu2O2

Luận văn tập trung vào việc khảo sát tính chất dẫn điện và tính chất từ của hợp chất LiCu2O2 ở kích thước nhỏ khi được doping. LiCu2O2 là một vật liệu đa sắt từ (multiferroic) với cấu trúc tinh thể tương tự các chất siêu dẫn nhiệt độ cao họ cuprat. Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ các đặc tính điện và từ của vật liệu này dưới tác động của các yếu tố bên ngoài như doping, đặc biệt là sự thay đổi lượng oxy thừa (extra-oxygen).

1.1. Tổng quan về LiCu2O2

LiCu2O2 là một hợp chất cuprat đa hóa trị của Li, có cấu trúc hóa-tinh thể tương tự các chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Nó thu hút sự quan tâm của cả nhà lý thuyết và thực nghiệm do các tính chất đa sắt từ rõ rệt và hiệu ứng chuyển đổi trạng thái điện trở dưới tác động của điện trường. Việc nghiên cứu các tính chất này có ý nghĩa thực tiễn trong lĩnh vực vật lý trạng thái ngưng tụ.

1.2. Tầm quan trọng của doping

Doping là một phương pháp quan trọng để điều chỉnh các tính chất vật liệu. Trong trường hợp LiCu2O2, việc doping có thể thay đổi cấu trúc tinh thể và các tính chất điện, từ của vật liệu. Đặc biệt, sự thay đổi lượng oxy thừa trong cấu trúc có thể dẫn đến các hiệu ứng đáng kể, làm thay đổi trạng thái điện trở và từ tính của vật liệu.

II. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật thực nghiệm

Luận văn sử dụng các phương pháp thực nghiệm tiên tiến để nghiên cứu các tính chất của LiCu2O2. Các kỹ thuật bao gồm kết tinh từ dung dịch, kết tinh vùng, và phân tích cấu trúc bằng tia X. Các mẫu vật liệu được chế tạo với kích thước nhỏ và được doping bằng các nguyên tố như Ag và Zn để nghiên cứu sự thay đổi tính chất.

2.1. Kỹ thuật kết tinh và chế tạo mẫu

Các mẫu LiCu2O2 được chế tạo bằng phương pháp kết tinh từ dung dịch và kết tinh vùng. Quá trình này đảm bảo thu được các tinh thể đơn có kích thước nhỏ, phù hợp cho các nghiên cứu chi tiết về cấu trúc và tính chất vật liệu.

2.2. Phân tích cấu trúc và tính chất

Phân tích cấu trúc bằng tia X (XRD) và phân tích phổ tán xạ tia X (XPS) được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của các mẫu. Các tính chất điện và từ được đo lường bằng các thiết bị chuyên dụng, bao gồm đo độ dẫn điện và từ tính ở các nhiệt độ khác nhau.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy LiCu2O2 có các tính chất điện và từ phức tạp, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi quá trình doping. Việc thay đổi lượng oxy thừa trong cấu trúc dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong tính chất dẫn điện và từ tính của vật liệu. Những phát hiện này có tiềm năng ứng dụng trong việc phát triển các thiết bị điện tử và từ tính mới.

3.1. Ảnh hưởng của doping lên tính chất điện

Doping bằng các nguyên tố như Ag và Zn làm thay đổi đáng kể tính chất dẫn điện của LiCu2O2. Các mẫu được doping cho thấy sự chuyển đổi trạng thái điện trở từ cao sang thấp ở các điện áp ngưỡng thấp, điều này có thể ứng dụng trong các thiết bị chuyển mạch điện tử.

3.2. Ảnh hưởng của doping lên tính chất từ

Doping cũng ảnh hưởng đến tính chất từ của LiCu2O2. Các mẫu được doping cho thấy sự thay đổi trong từ tính, bao gồm sự xuất hiện của các trạng thái từ mới và sự thay đổi trong nhiệt độ chuyển phát từ. Những kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực vật liệu từ tính.

Nghiên cứu tính chất dẫn điện và từ của vật liệu LiCu2O2 kích thước nhỏ khi được doping