Nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 khi thay thế 10% Zn vào vị trí Mn

• Tác giả: Mai Thị Ngọc Hiển
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Văn Khải
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt
• Đề tài: Nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 khi thay thế 10% hàm lượng Zn vào vị trí Mn
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: NHỮNG ĐẶC ĐIỂM QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU PEROVSKITE LaMnO3
• 1.1. Cấu trúc lý tưởng của vật liệu perovskite manganite LaMnO3
• 1.2. Sự tách mức năng lượng và trật tự quỹ đạo trong trường tinh thể bát diện
• 1.3. Các hiện tượng méo mạng trong perovskite manganite
• 1.4. Các tương tác vi mô trong hợp chất perovskite manganite LaMnO3
• 1.4.1. Tương tác siêu trao đổi (Super exchange - SE)
• 1.4.2. Tương tác trao đổi kép (Double exchange - DE)
• 1.5. Các cấu trúc từ của vật liệu
• 1.6. Tính chất điện của hợp chất perovskite manganite. Hiệu ứng từ trở
• 1.7. Một số trạng thái đặc biệt trong vật liệu perovskite manganite
• 1.8. Ảnh hưởng của sự thay thế một số kim loại chuyển tiếp lên tính chất vật liệu perovskite manganite La2/3Pb1/3MnO3
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Chế tạo mẫu bằng phương pháp phản ứng pha rắn
• 2.2. Phép đo SEM và EDS
• 2.3. Xác định cấu trúc tinh thể của mẫu
• 2.4. Đo điện trở và từ trở. Đo từ độ bằng phương pháp từ kế mẫu rung (VSM)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Quy trình chế tạo mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3
• 3.2. Phổ tán sắc năng lượng EDS của mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3
• 3.3. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.4. Nghiên cứu cấu trúc tinh thể của mẫu
• 3.5. Tính chất điện của mẫu nghiên cứu
• 3.6. Khảo sát đường cong điện trở phụ thuộc nhiệt độ - R(T)
• 3.7. Khảo sát đường cong điện trở bằng phương pháp khớp hàm
• 3.8. Nghiên cứu tính chất từ của mẫu
• 3.9. Hiệu ứng từ trở
• 3.10. Khảo sát đường cong ZFC và FC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu hợp chất La2 3Pb1 3MnO3 và Zn

Hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 là một trong những vật liệu perovskite manganite được nghiên cứu nhiều trong lĩnh vực vật lý chất rắn. Việc thay thế 10% hàm lượng Zn vào vị trí Mn trong hợp chất này có thể ảnh hưởng đến các tính chất điện và từ của vật liệu. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế vi mô mà còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng trong công nghệ spintronics.

1.1. Tính chất vật lý của hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 có nhiều tính chất vật lý đặc trưng như tính chất điện, từ và nhiệt. Những tính chất này phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể và các tương tác vi mô trong vật liệu. Việc thay thế các nguyên tố trong cấu trúc có thể làm thay đổi đáng kể các tính chất này.

1.2. Vai trò của Zn trong hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Zn là một kim loại chuyển tiếp không từ, khi thay thế vào vị trí Mn, nó có thể làm thay đổi cường độ tương tác DE và SE trong hợp chất. Điều này có thể dẫn đến sự thay đổi trong tính chất điện và từ của vật liệu, mở ra những khả năng ứng dụng mới.

II. Thách thức trong nghiên cứu tính chất hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về hợp chất La2/3Pb1/3MnO3, nhưng việc thay thế Zn vào vị trí Mn vẫn còn là một thách thức lớn. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc thay thế các kim loại chuyển tiếp khác, trong khi Zn lại ít được chú ý. Điều này tạo ra một khoảng trống trong hiểu biết về ảnh hưởng của Zn đến tính chất của hợp chất.

2.1. Thiếu hụt dữ liệu về tính chất điện và từ

Nhiều nghiên cứu hiện tại chưa cung cấp đủ dữ liệu về tính chất điện và từ của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 khi có sự hiện diện của Zn. Điều này gây khó khăn trong việc dự đoán các tính chất của vật liệu và ứng dụng thực tiễn của nó.

2.2. Khó khăn trong việc chế tạo mẫu

Quá trình chế tạo mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3 gặp nhiều khó khăn do yêu cầu về độ tinh khiết và đồng nhất của vật liệu. Việc kiểm soát nồng độ Zn trong quá trình tổng hợp là một thách thức lớn.

III. Phương pháp nghiên cứu tính chất hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Để nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 khi thay thế 10% Zn, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm chế tạo mẫu bằng phản ứng pha rắn, đo điện trở, từ trở và phân tích cấu trúc tinh thể.

3.1. Chế tạo mẫu bằng phương pháp phản ứng pha rắn

Phương pháp phản ứng pha rắn được sử dụng để chế tạo mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3. Quá trình này bao gồm việc trộn đều các nguyên liệu và nung ở nhiệt độ cao để tạo ra hợp chất mong muốn.

3.2. Phép đo SEM và EDS

Phép đo SEM và EDS được sử dụng để xác định cấu trúc và thành phần hóa học của mẫu. Kết quả từ các phép đo này giúp đánh giá độ đồng nhất và tính chất của hợp chất.

IV. Kết quả nghiên cứu tính chất điện của hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc thay thế 10% Zn vào vị trí Mn đã làm thay đổi đáng kể tính chất điện của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3. Các đường cong điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ cho thấy sự chuyển pha rõ rệt, điều này cho thấy sự ảnh hưởng của Zn đến tính chất điện của vật liệu.

4.1. Khảo sát đường cong điện trở phụ thuộc nhiệt độ

Đường cong điện trở R(T) của mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3 cho thấy sự thay đổi rõ rệt khi nhiệt độ thay đổi. Điều này cho thấy sự ảnh hưởng của việc thay thế Zn đến tính chất điện của hợp chất.

4.2. Nghiên cứu hiệu ứng từ trở

Hiệu ứng từ trở của mẫu La2/3Pb1/3Mn0,9Zn0,1O3 cũng được khảo sát. Kết quả cho thấy rằng việc thay thế Zn đã làm thay đổi đáng kể hiệu ứng từ trở, mở ra khả năng ứng dụng trong công nghệ spintronics.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu hợp chất La2 3Pb1 3MnO3

Nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3 khi thay thế 10% Zn đã cung cấp nhiều thông tin mới về ảnh hưởng của Zn đến tính chất điện và từ của vật liệu. Kết quả nghiên cứu mở ra nhiều hướng đi mới cho các ứng dụng trong công nghệ spintronics và vật liệu từ.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc thay thế Zn vào vị trí Mn đã làm thay đổi đáng kể các tính chất điện và từ của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3. Điều này mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong công nghệ mới.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc thay thế các kim loại khác vào vị trí Mn để tìm hiểu sâu hơn về cơ chế vi mô và tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3MnO3. Điều này có thể giúp phát triển các vật liệu mới với tính chất ưu việt hơn.