Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu tính chất của hệ vật liệu perovskite La1-xSrxCoO3

• Tác giả: Lê Thị Thanh Hoa
• Người hướng dẫn: Gs. Nguyễn Huy Sinh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lí nhiệt
• Đề tài: Nghiên cứu tính chất của hệ vật liệu perovskite La1-xSrxCoO3
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HỆ VẬT LIỆU PEROVSKITE La1-xSrxCoO3
• 1.1. Sơ lược về hệ vật liệu perovskite ABO3
• 1.2. Cấu trúc perovskite ABO3
• 1.3. Cấu trúc tinh thể trong hệ perovskite La1-xSrxCoO3
• 1.4. Trật tự quỹ đạo và sự tách mức năng lượng trong các hợp chất perovskite ABO3
• 1.5. Các hiện tượng méo mạng trong perovskite
• 1.6. Các tương tác trao đổi trong vật liệu perovskite cobaltite
• 1.6.1. Tương tác siêu trao đổi SE
• 1.6.2. Tương tác trao đổi kép DE
• 1.6.3. Sự đồng tồn tại và cạnh tranh của tương tác phản sắt từ (AF) và sắt từ (FM) trong hệ La1-xSrxCoO3
• 1.7. Sự chuyển pha trạng thái spin của ion Co hóa trị 3
• 1.8. Các tính chất chuyển của hợp chất La1-xSrxCoO3
• 1.8.1. Chuyển pha sắt từ - thuận từ
• 1.8.2. Chuyển pha kim loại – bán dẫn/điện môi
• 1.8.3. Trạng thái trật tự điện tích
• 1.9. Giản đồ pha của hợp chất La1-xSrxCoO3
• 1.10. Hiệu ứng từ nhiệt trong hợp chất La1-xSrxCoO3
• 1.10.1. Sơ lược về vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt
• 1.10.2. Các cơ sở nhiệt động của hiệu ứng từ nhiệt
• 1.10.3. Một số phương pháp xác định hiệu ứng từ nhiệt
• 1.10.4. Các ứng dụng hiệu ứng từ nhiệt trong làm lạnh từ
• 2. CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MẪU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Sơ lược về các phép đo để nghiên cứu chế tạo mẫu
• 2.1.1. Phương pháp gốm
• 2.1.2. Phương pháp đồng kết tủa
• 2.1.3. Phương pháp sol – gel
• 2.1.4. Chế tạo các mẫu La1-xSrxCoO3
• 2.2. Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• 2.2.1. Nghiên cứu cấu trúc: phép đo nhiễu xạ bột Rơn - Ghen ở nhiệt độ phòng
• 2.2.2. Nghiên cứu tính chất từ: đo sự phụ thuộc độ từ hóa theo nhiệt độ bằng phương pháp từ kế mẫu rung
• 2.2.3. Nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt: xác định sự biến thiên entropy theo từ trường
• 2.2.4. Phép đo điện trở
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân tích nhiễu xạ bột Rơnghen
• 3.2. Từ độ phụ thuộc nhiệt
• 3.3. Mô men từ phụ thuộc từ trường và sự thay đổi entropy
• 3.4. Điện trở phụ thuộc nhiệt độ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về tính chất vật liệu perovskite La1 xSrxCoO3

Vật liệu perovskite La1-xSrxCoO3 đã thu hút sự chú ý lớn trong nghiên cứu vật liệu hiện đại. Với cấu trúc độc đáo và tính chất điện từ đặc biệt, hệ vật liệu này có tiềm năng ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực như năng lượng và điện tử. Nghiên cứu về tính chất của La1-xSrxCoO3 không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc tinh thể mà còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng công nghệ.

1.1. Sơ lược về cấu trúc vật liệu perovskite La1 xSrxCoO3

Cấu trúc perovskite La1-xSrxCoO3 có dạng ABO3, trong đó ion La3+ và Sr2+ nằm ở vị trí A, còn ion Co3+ và Co4+ nằm ở vị trí B. Cấu trúc này cho phép sự thay thế ion, dẫn đến sự thay đổi tính chất vật lý của vật liệu. Sự thay thế này không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc mà còn đến các tính chất điện từ của vật liệu.

1.2. Tính chất điện từ của La1 xSrxCoO3

Hệ vật liệu La1-xSrxCoO3 thể hiện các tính chất điện từ đặc biệt, bao gồm sự chuyển pha từ sắt từ sang phản sắt từ. Sự thay đổi nồng độ Sr trong cấu trúc có thể dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong tính chất điện từ, ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử.

II. Thách thức trong nghiên cứu tính chất vật liệu La1 xSrxCoO3

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về vật liệu La1-xSrxCoO3, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc hiểu rõ các tính chất của nó. Các vấn đề như sự phân bố không đồng nhất của ion Sr và mật độ lỗ trống trong vật liệu đã gây khó khăn cho việc dự đoán tính chất của hệ thống này.

2.1. Vấn đề phân bố ion trong La1 xSrxCoO3

Sự phân bố không đồng nhất của ion Sr trong vật liệu La1-xSrxCoO3 có thể dẫn đến sự hình thành các vùng nghèo và giàu lỗ trống. Điều này ảnh hưởng đến tính chất điện từ và làm cho việc nghiên cứu trở nên phức tạp hơn.

2.2. Ảnh hưởng của mật độ lỗ trống đến tính chất vật liệu

Mật độ lỗ trống trong La1-xSrxCoO3 có thể ảnh hưởng đến các tương tác từ và điện. Sự thay đổi mật độ lỗ trống có thể dẫn đến sự thay đổi trong các tính chất điện từ, làm cho việc nghiên cứu và ứng dụng trở nên khó khăn.

III. Phương pháp nghiên cứu tính chất vật liệu La1 xSrxCoO3

Để nghiên cứu tính chất của vật liệu La1-xSrxCoO3, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định cấu trúc mà còn đánh giá các tính chất điện từ của vật liệu.

3.1. Phương pháp gốm trong chế tạo mẫu

Phương pháp gốm là một trong những phương pháp phổ biến để chế tạo mẫu La1-xSrxCoO3. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt các điều kiện chế tạo, từ đó ảnh hưởng đến tính chất cuối cùng của vật liệu.

3.2. Phương pháp sol gel trong nghiên cứu

Phương pháp sol-gel cũng được sử dụng để chế tạo mẫu La1-xSrxCoO3. Phương pháp này giúp tạo ra các mẫu với kích thước nano, từ đó cải thiện tính chất điện từ của vật liệu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu perovskite La1 xSrxCoO3

Vật liệu La1-xSrxCoO3 có nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực năng lượng và điện tử. Các tính chất điện từ đặc biệt của nó mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển các thiết bị mới.

4.1. Ứng dụng trong năng lượng tái tạo

Vật liệu La1-xSrxCoO3 có thể được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng tái tạo, như pin mặt trời và pin nhiên liệu. Tính chất điện từ của nó giúp cải thiện hiệu suất của các thiết bị này.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ điện tử

Với tính chất điện từ đặc biệt, La1-xSrxCoO3 có thể được ứng dụng trong các thiết bị điện tử như cảm biến và bộ nhớ. Điều này mở ra hướng đi mới cho công nghệ điện tử hiện đại.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu vật liệu La1 xSrxCoO3

Nghiên cứu về vật liệu La1-xSrxCoO3 vẫn đang tiếp tục phát triển. Những thách thức hiện tại sẽ được giải quyết thông qua các nghiên cứu sâu hơn, từ đó mở ra nhiều cơ hội mới cho ứng dụng trong công nghệ.

5.1. Tương lai của nghiên cứu vật liệu perovskite

Nghiên cứu về vật liệu perovskite La1-xSrxCoO3 sẽ tiếp tục được mở rộng, với nhiều phương pháp mới và công nghệ tiên tiến. Điều này sẽ giúp hiểu rõ hơn về tính chất của vật liệu và ứng dụng của nó.

5.2. Hướng đi mới trong ứng dụng công nghệ

Với sự phát triển của công nghệ, vật liệu La1-xSrxCoO3 có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực mới, từ năng lượng đến điện tử. Điều này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho nghiên cứu và phát triển.