Nghiên cứu băng và dây từ mềm coban làm cảm biến từ trường nano

LỜI CAM ĐOAN

1. MỞ ĐẦU

1.1. HIỆU ỨNG TỪ TRỞ KHỔNG LỔ (HIỆU ỨNG GMI)

1.2. Hiệu ứng từ trở khổng lồ (hiệu ứng GMI)

1.3. Tổng trở của vật dẫn

1.4. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo tần số của dòng điện xoay chiều

1.5. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo cường độ dòng điện xoay chiều

1.6. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo từ trường một chiều

1.7. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo nhiệt độ đo

1.8. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo cấu hình vật liệu dạng băng và dây

1.9. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo độ từ giảo

1.10. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo quá trình ủ trong từ trường và ủ nhiệt

1.11. Ứng dụng của hiệu ứng từ trở khổng lồ

1.12. VẬT LIỆU BĂNG VÀ DÂY TỪ MỀM VÔ ĐỊNH HÌNH

1.12.1. Tính chất từ

1.12.2. Tính chất điện

1.13. VẬT LIỆU HẠT NANO ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4

1.13.1. Cấu trúc tinh thể. Tính chất từ

1.13.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất từ của hạt nano Fe3O4

1.13.3. Tương tác giữa các hạt nano Fe3O4. Các ứng dụng của hạt nano Fe3O4

1.13.4. Các phương pháp chế tạo hạt nano Fe3O4

1.14. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG VÀ DÂY

2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu dạng băng vô định hình

2.2. Phương pháp chế tạo vật liệu dạng dây vô định hình

2.3. NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU BĂNG VÀ DÂY VÔ ĐỊNH HÌNH NỀN Co

2.3.1. Ủ nhiệt thông thường

2.3.2. Khảo sát hiệu ứng GMI trên vật liệu dạng băng và dây vô định hình

2.4. CHẾ TẠO HẠT NANO ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4 BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY TỪ TIỀN CHẤT HỮU CƠ

2.5. KHẢO SÁT ĐỘ NHẠY TỪ TRƯỜNG CỦA VẬT LIỆU DẠNG BĂNG (DÂY) NỀN Co

2.6. XÁC ĐỊNH TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HỆ HẠT NANO Fe3O4

2.7. CÁC PHÉP ĐO SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CÁC HỆ MẪU BĂNG, DÂY TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH VÀ HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4

2.7.1. Nhiễu xạ tia X

2.7.2. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

2.7.3. Phép đo phổ EDS

2.7.4. Hệ đo các tính chất vật lý. Từ kế mẫu rung

2.7.5. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)

2.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

3. CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ CHO VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG DÂY NỀN Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT

3.1. CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ MỀM CỦA VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG CHỨA COBAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT

3.1.1. Tính chất cấu trúc, thành phần, hình thái học bề mặt băng vô định hình nền Co

3.1.2. Tính chất từ băng vô định hình nền Co. Tính chất từ tổng trở của băng vô định hình nền Co

3.2. CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ MỀM CỦA DÂY TỪ NỀN COBAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT

3.2.1. Tính chất cấu trúc, thành phần và hình thái bề mặt

3.2.2. Tính chất từ

3.2.3. Tính chất từ tổng trở

3.3. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU TẠO RA BỞI HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4 BẰNG CẢM BIẾN TỪ GMI SỬ DỤNG BĂNG VÀ DÂY TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH

3.4. NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4

3.4.1. Tính chất cấu trúc

3.4.2. Tính chất từ

3.5. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HẠT NANO Ô XÍT SẮT TỪ BẰNG CẢM BIẾN TỪ TỔNG TRỞ SỬ DỤNG BĂNG TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH

3.6. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HẠT NANO Ô XÍT SẮT TỪ BẰNG CẢM BIẾN TỪ SỬ DỤNG DÂY TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH

3.7. XÁC ĐỊNH TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI TUYẾN TÍNH

3.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

KẾT LUẬN CHUNG

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về nghiên cứu băng và dây từ mềm coban

Nghiên cứu về băng và dây từ mềm coban đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực vật liệu và cảm biến. Các vật liệu này có khả năng ứng dụng cao trong việc phát triển cảm biến từ trường nano. Băng và dây từ mềm coban có tính chất từ và điện tốt, giúp cải thiện độ nhạy của cảm biến. Nghiên cứu này không chỉ mở ra hướng đi mới cho công nghệ cảm biến mà còn góp phần vào việc phát triển các thiết bị điện tử hiện đại.

1.1. Tính chất của băng và dây từ mềm coban

Băng và dây từ mềm coban có tính chất từ đặc biệt, bao gồm độ từ giảo cao và khả năng điều chỉnh từ tính. Những tính chất này làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cảm biến. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa cấu trúc và thành phần của vật liệu có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của cảm biến.

1.2. Ứng dụng của cảm biến từ trường nano

Cảm biến từ trường nano được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y sinh, công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Chúng có khả năng phát hiện từ trường yếu, giúp theo dõi các thay đổi nhỏ trong môi trường. Việc sử dụng cảm biến từ trường nano trong các thiết bị y tế có thể cải thiện độ chính xác trong chẩn đoán và điều trị.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu cảm biến từ trường

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng nghiên cứu về cảm biến từ trường nano vẫn gặp phải một số thách thức. Độ nhạy và độ ổn định của cảm biến là hai yếu tố quan trọng cần được cải thiện. Các yếu tố như nhiệt độ, tần số và cấu trúc vật liệu có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để tối ưu hóa các yếu tố này là rất cần thiết.

2.1. Độ nhạy của cảm biến từ trường

Độ nhạy của cảm biến từ trường là yếu tố quyết định khả năng phát hiện từ trường yếu. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc cải thiện cấu trúc băng và dây từ mềm coban có thể nâng cao độ nhạy của cảm biến. Các phương pháp như ủ nhiệt và điều chỉnh thành phần hóa học đang được áp dụng để tối ưu hóa độ nhạy.

2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất cảm biến

Nhiệt độ có thể ảnh hưởng lớn đến tính chất từ và điện của băng và dây từ mềm coban. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất cảm biến là cần thiết để đảm bảo tính ổn định trong các ứng dụng thực tế. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình chế tạo có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của cảm biến.

III. Phương pháp chế tạo băng và dây từ mềm coban

Việc chế tạo băng và dây từ mềm coban đòi hỏi các phương pháp tiên tiến để đảm bảo tính chất vật liệu đạt yêu cầu. Các phương pháp như làm lạnh nhanh và ủ nhiệt được sử dụng để tạo ra các cấu trúc tối ưu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc điều chỉnh các thông số trong quá trình chế tạo có thể ảnh hưởng đến tính chất từ và điện của vật liệu.

3.1. Phương pháp làm lạnh nhanh

Phương pháp làm lạnh nhanh giúp tạo ra băng và dây từ mềm coban với cấu trúc vô định hình. Quá trình này giúp cải thiện tính chất từ và điện của vật liệu, từ đó nâng cao hiệu suất của cảm biến. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc điều chỉnh tốc độ làm lạnh có thể ảnh hưởng đến độ từ giảo của vật liệu.

3.2. Phương pháp ủ nhiệt

Ủ nhiệt là một phương pháp quan trọng trong việc cải thiện tính chất từ của băng và dây từ mềm coban. Quá trình này giúp tăng cường độ từ giảo và ổn định tính chất điện của vật liệu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian ủ có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của cảm biến.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, băng và dây từ mềm coban có thể được sử dụng hiệu quả trong các cảm biến từ trường nano. Các thí nghiệm đã chứng minh rằng, cảm biến được chế tạo từ vật liệu này có độ nhạy cao và khả năng phát hiện từ trường yếu. Ứng dụng của cảm biến trong y sinh và công nghiệp đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ.

4.1. Kết quả thí nghiệm về độ nhạy

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, cảm biến từ trường nano chế tạo từ băng và dây từ mềm coban có độ nhạy cao hơn so với các loại cảm biến truyền thống. Việc tối ưu hóa cấu trúc và thành phần vật liệu đã giúp nâng cao đáng kể hiệu suất của cảm biến.

4.2. Ứng dụng trong y sinh

Cảm biến từ trường nano có thể được ứng dụng trong y sinh để theo dõi các thay đổi nhỏ trong từ trường cơ thể. Điều này có thể giúp cải thiện độ chính xác trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Nghiên cứu đang tiếp tục để phát triển các thiết bị y tế sử dụng cảm biến này.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về băng và dây từ mềm coban làm cảm biến từ trường nano đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật liệu và cảm biến. Các kết quả đạt được cho thấy tiềm năng ứng dụng cao của vật liệu này trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tương lai của nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các phương pháp chế tạo và phát triển các ứng dụng thực tiễn.

5.1. Tiềm năng phát triển trong công nghệ cảm biến

Công nghệ cảm biến từ trường nano có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu mới sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ nhạy của cảm biến. Các ứng dụng trong công nghiệp và y sinh sẽ tiếp tục được mở rộng.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện tính chất từ và điện của băng và dây từ mềm coban. Các phương pháp chế tạo mới và tối ưu hóa quy trình sản xuất sẽ được nghiên cứu để nâng cao hiệu suất của cảm biến. Sự phát triển này sẽ góp phần vào việc ứng dụng công nghệ cảm biến trong thực tiễn.

Nghiên cứu tính chất băng và dây vô định hình từ mềm coban ứng dụng làm cảm biến từ trường yếu