Nghiên Cứu Cấu Trúc và Tính Chất Từ Nhiệt Của Vật Liệu Perovskite (Pr, La)0,7M0,3MnO3

• Tác giả: Nguyễn Thị Dung
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Đăng Thành
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Chất Từ Nhiệt Của Vật Liệu Perovskite (Pr, La)0,7M0,3MnO3
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN VỀ HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT VÀ VẬT LIỆU MANGANITE
• 1.1. Hiệu ứng từ nhiệt và các đại lượng đặc trưng
• 1.2. Hiệu ứng từ nhiệt. Các đại lượng đặc trưng của hiệu ứng từ nhiệt. Một số phương pháp đánh giá hiệu ứng từ nhiệt
• 1.3. Các số mũ tới hạn trong vùng lân cận chuyển pha
• 1.4. Phương pháp phân tích các số mũ tới hạn
• 1.5. Số mũ phụ thuộc từ trường trong hiệu ứng từ nhiệt
• 1.6. Vật liệu manganite
• 1.6.1. Cấu trúc tinh thể
• 1.6.2. Một số tính chất từ và điện. Hiệu ứng từ nhiệt của một số manganite
• 1.7. Kết luận chương 1
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu. Phương pháp phân tích cấu trúc tinh thể
• 2.2. Phương pháp đo từ độ
• 2.2.1. Phương pháp đo từ độ phụ thuộc nhiệt độ
• 2.2.2. Phương pháp đo từ độ phụ thuộc từ trường
• 2.2.3. Một số phép đo bổ trợ khác
• 2.3. Phép đo điện trở suất bằng phương pháp bốn mũi dò
• 2.4. Phép đo trực tiếp biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt
• 2.5. Phép đo nhiệt dung riêng
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ NHIỆT VÀ TRẠNG THÁI TỚI HẠN CỦA VẬT LIỆU Pr0,7M0,3MnO3
• 3.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3
• 3.2. Tính chất từ nhiệt của vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3
• 3.3. Mối tương quan giữa hiệu ứng từ trở và hiệu ứng từ nhiệt trong vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3
• 3.4. Đánh giá hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3 theo một số phương pháp khác nhau
• 3.5. Trạng thái tới hạn và bản chất chuyển pha của vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ NHIỆT VÀ TRẠNG THÁI TỚI HẠN CỦA HỆ VẬT LIỆU Pr0,7M0,3MnO3 (M = Ca, Sr, Ba)
• 4.1. Hệ vật liệu Pr0,7M0,3MnO3 với M = Ca, Sr và Ba
• 4.2. Cấu trúc tinh thể của hệ Pr0,7M0,3MnO3 với M = Ca, Sr và Ba. Chuyển pha từ của hệ vật liệu Pr0,7M0,3MnO3
• 4.3. Ảnh hưởng của từ trường và nguyên tố thay thế lên tính chất từ nhiệt của Pr0,7M0,3MnO3
• 4.4. Hệ vật liệu Pr0,7Sr0,3-xCaxMnO3
• 4.4.1. Cấu trúc tinh thể của hệ Pr0,7Sr0,3-xCaxMnO3
• 4.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ Ca lên chuyển pha từ của hệ Pr0,7Sr0,3-xCaxMnO3. Ảnh hưởng của từ trường và nồng độ Ca lên tính chất từ nhiệt của hệ Pr0,7Sr0,3-xCaxMnO3
• 4.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ Ca lên bản chất tương tác từ của hệ Pr0,7Sr0,3-xCaxMnO3
• 4.4.4. Bản chất chuyển pha và mối liên hệ giữa MCE với các số mũ tới hạn của vật liệu Pr0,7Sr0,2Ca0,1MnO3
• 4.5. Kết luận chương 4
• 5. CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ NHIỆT VÀ TRẠNG THÁI TỚI HẠN CỦA HỆ VẬT LIỆU Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3
• 5.1. Ảnh hưởng của nồng độ La lên cấu trúc tinh thể của Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3
• 5.2. Ảnh hưởng của nồng độ La lên chuyển pha từ của Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3
• 5.3. Ảnh hưởng của từ trường và nồng độ La lên hiệu ứng từ nhiệt của Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3
• 5.4. So sánh phương pháp đánh giá hiệu ứng từ nhiệt của Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3
• 5.5. Trạng thái tới hạn của Pr0,7-xLaxSr0,3MnO3 với x = 0,2 và 0,3
• 5.6. Kết luận chương 5
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Tính Chất Từ Nhiệt Của Vật Liệu Perovskite

Vật liệu Perovskite, đặc biệt là các hợp chất như (Pr, La)0,7M0,3MnO3, đã thu hút sự chú ý lớn trong nghiên cứu vật liệu điện tử. Tính chất từ nhiệt của chúng có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghệ lưu trữ năng lượng đến thiết bị điện tử. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc và tính chất từ nhiệt của vật liệu này.

1.1. Cấu Trúc Tinh Thể Của Vật Liệu Perovskite

Cấu trúc tinh thể của vật liệu Perovskite (Pr, La)0,7M0,3MnO3 có dạng lập phương, với các ion Pr và La nằm ở vị trí A và Mn ở vị trí B. Cấu trúc này tạo ra các tính chất điện từ độc đáo, ảnh hưởng đến hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu.

1.2. Tính Chất Từ Nhiệt Của Vật Liệu Perovskite

Tính chất từ nhiệt của vật liệu Perovskite được xác định bởi nhiệt độ Curie và các số mũ tới hạn. Các nghiên cứu cho thấy rằng hiệu ứng từ nhiệt có thể được điều chỉnh thông qua việc thay thế các nguyên tố trong cấu trúc.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Tính Chất Từ Nhiệt

Mặc dù vật liệu Perovskite có nhiều tiềm năng, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc nghiên cứu và ứng dụng chúng. Các vấn đề như độ ổn định nhiệt, khả năng chế tạo và tính đồng nhất của vật liệu cần được giải quyết.

2.1. Độ Ổn Định Nhiệt Của Vật Liệu Perovskite

Độ ổn định nhiệt của vật liệu Perovskite là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng trong ứng dụng thực tiễn. Nghiên cứu cho thấy rằng các hợp chất này có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao, làm giảm tính khả thi của chúng.

2.2. Khả Năng Chế Tạo Vật Liệu Perovskite

Khả năng chế tạo vật liệu Perovskite đồng nhất và có chất lượng cao là một thách thức lớn. Các phương pháp chế tạo hiện tại cần được cải tiến để đảm bảo tính đồng nhất và ổn định của vật liệu trong quá trình sử dụng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tính Chất Từ Nhiệt Của Vật Liệu

Để nghiên cứu tính chất từ nhiệt của vật liệu Perovskite, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định các tính chất từ mà còn cung cấp thông tin về cấu trúc và trạng thái của vật liệu.

3.1. Phương Pháp Đo Từ Độ Phụ Thuộc Nhiệt Độ

Phương pháp đo từ độ phụ thuộc nhiệt độ là một trong những kỹ thuật chính để xác định tính chất từ nhiệt của vật liệu. Kết quả từ các phép đo này cung cấp thông tin quan trọng về nhiệt độ Curie và các số mũ tới hạn.

3.2. Phương Pháp Đo Nhiệt Dung Riêng

Phương pháp đo nhiệt dung riêng cũng được sử dụng để đánh giá tính chất từ nhiệt của vật liệu. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt dung riêng có thể thay đổi đáng kể khi nhiệt độ gần đến nhiệt độ chuyển pha.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Vật Liệu Perovskite Trong Công Nghệ

Vật liệu Perovskite (Pr, La)0,7M0,3MnO3 có nhiều ứng dụng tiềm năng trong công nghệ, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử và năng lượng. Các tính chất từ nhiệt của chúng có thể được khai thác để phát triển các thiết bị mới.

4.1. Ứng Dụng Trong Thiết Bị Lưu Trữ Năng Lượng

Vật liệu Perovskite có thể được sử dụng trong các thiết bị lưu trữ năng lượng nhờ vào tính chất từ nhiệt của chúng. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các thiết bị lưu trữ năng lượng.

4.2. Ứng Dụng Trong Thiết Bị Điện Tử

Các tính chất điện từ của vật liệu Perovskite cũng mở ra cơ hội cho việc phát triển các thiết bị điện tử mới, như cảm biến và bộ khuếch đại, với hiệu suất cao và kích thước nhỏ gọn.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Vật Liệu Perovskite

Nghiên cứu về tính chất từ nhiệt của vật liệu Perovskite (Pr, La)0,7M0,3MnO3 đã chỉ ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong công nghệ hiện đại. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để giải quyết các thách thức hiện tại và khai thác tối đa tiềm năng của chúng.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Vật Liệu Perovskite

Tương lai của nghiên cứu vật liệu Perovskite hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá trong công nghệ. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện độ ổn định và khả năng chế tạo của vật liệu.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Mới

Định hướng nghiên cứu mới có thể bao gồm việc khám phá các hợp chất Perovskite mới và ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực như năng lượng tái tạo và công nghệ nano.