Nghiên cứu từ trở của hệ hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 trong vùng từ trường thấp

• Tác giả: Nguyễn Thị Bích Ngọc
• Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Huy Sinh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt
• Đề tài: Nghiên cứu từ trở của hệ hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 trong vùng từ trường thấp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM TỪ TRỞ, MỘT SỐ HIỆU ỨNG TỪ TRỞ VÀ NHỮNG MÔ HÌNH GIẢI THÍCH CƠ CHẾ CÁC HIỆU ỨNG TỪ TRỞ
• 1.1. Vài nét về quá trình phát triển của việc nghiên cứu từ trở
• 1.2. Điện trở và từ điện trở trong kim loại
• 1.3. Một số loại hiệu ứng từ trở
• 1.3.1. Hiệu ứng từ điện trở thường (OMR – Ordinary Magnetoresistance Effect)
• 1.3.2. Hiệu ứng từ trở dị thường AMR (Anisotropic Magnetoresistance Effect)
• 1.3.3. Hiệu ứng từ điện trở xuyên ngầm (Tunneling Magnetoresistance - TMR)
• 1.3.4. Từ điện trở dị hướng xung kích (Ballistic Anisotropy Magnetoresistance - BAMR)
• 1.3.5. Từ điện trở khổng lồ (Giant Magnetoresistance Effect - GMR)
• 1.3.6. Từ điện trở siêu khổng lồ (Colossal Magnetoresistance - CMR)
• 1.4. Một số mô hình giải thích cơ chế hiệu ứng từ trở
• 1.4.1. Giải thích theo mô hình hai dòng
• 1.4.2. Giải thích theo mô hình cấu trúc dải
• 1.4.3. Giải thích theo mô hình chuỗi rào thế
• 1.4.4. Giải thích bằng mô hình mạng điện trở (mô hình đơn giản)
• 1.5. Một số đặc trưng cơ bản của GMR
• 1.5.1. Ảnh hưởng của yếu tố cấu trúc và tạp chất
• 1.5.2. Sự phụ thuộc của GMR vào chiều dày các lớp
• 1.6. Hiệu ứng từ trở khổng lồ trong các vật liệu perovskite manganite
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Chế tạo mẫu
• 2.2. Đo điện trở phụ thuộc nhiệt độ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XPD)
• 3.2. Từ độ phụ thuộc nhiệt độ của hệ mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3
• 3.3. Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 (x = 0.30) trong vùng từ trường thấp
• 3.4. Từ trở trong vùng từ trường thấp (H=0.4T) của hệ La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 (x = 0.52)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu từ trở của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Nghiên cứu từ trở của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 trong từ trường thấp đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Hợp chất này thuộc nhóm vật liệu perovskite, nổi bật với tính chất từ điện và khả năng ứng dụng trong công nghệ spintronics. Việc hiểu rõ cơ chế từ trở của hợp chất này không chỉ giúp mở rộng kiến thức về vật liệu mà còn có thể dẫn đến những ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực điện tử.

1.1. Khái niệm từ trở và ứng dụng trong vật liệu

Từ trở là hiện tượng thay đổi điện trở của vật liệu khi có từ trường tác dụng. Hiện tượng này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như cảm biến từ trường, ổ cứng máy tính và các linh kiện spintronics. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 có khả năng tạo ra từ trở lớn, mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng công nghệ mới.

1.2. Tính chất từ của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 có tính chất từ đặc biệt nhờ vào cấu trúc perovskite và sự hiện diện của các ion mangan và cobalt. Sự thay đổi nồng độ cobalt (Co doping) trong hợp chất này ảnh hưởng đến tính chất từ và từ trở, tạo ra những biến đổi đáng kể trong điện trở suất của vật liệu.

II. Thách thức trong nghiên cứu từ trở của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Mặc dù nghiên cứu từ trở của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 đã đạt được nhiều thành tựu, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua. Một trong những thách thức lớn nhất là việc xác định chính xác cơ chế hoạt động của từ trở trong các điều kiện khác nhau. Các yếu tố như nhiệt độ, nồng độ tạp chất và cấu trúc tinh thể đều có thể ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.

2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến từ trở

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất từ và từ trở của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3. Khi nhiệt độ tăng, sự tán xạ của các điện tử cũng tăng, dẫn đến sự thay đổi trong điện trở suất. Nghiên cứu cho thấy rằng từ trở của hợp chất này có thể thay đổi đáng kể khi nhiệt độ vượt qua một ngưỡng nhất định.

2.2. Vai trò của nồng độ tạp chất trong từ trở

Nồng độ tạp chất, đặc biệt là cobalt, có ảnh hưởng lớn đến tính chất từ của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3. Việc điều chỉnh nồng độ tạp chất có thể tạo ra những biến đổi trong cấu trúc điện tử, từ đó ảnh hưởng đến từ trở. Nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định nồng độ tối ưu để đạt được từ trở lớn nhất.

III. Phương pháp nghiên cứu từ trở của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Để nghiên cứu từ trở của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3, các phương pháp thực nghiệm hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm đo điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ và từ trường, cũng như phân tích cấu trúc tinh thể bằng nhiễu xạ tia X. Những phương pháp này giúp xác định rõ hơn về cơ chế từ trở và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.

3.1. Phương pháp đo điện trở

Phương pháp đo điện trở là một trong những kỹ thuật quan trọng trong nghiên cứu từ trở. Bằng cách đo điện trở của mẫu La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 trong các điều kiện khác nhau, có thể xác định được sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ và từ trường. Kết quả từ các phép đo này cung cấp thông tin quý giá về cơ chế từ trở của hợp chất.

3.2. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X

Nhiễu xạ tia X là một phương pháp hiệu quả để phân tích cấu trúc tinh thể của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3. Phương pháp này cho phép xác định các thông số mạng và cấu trúc tinh thể, từ đó giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất từ của hợp chất.

IV. Kết quả nghiên cứu từ trở của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Kết quả nghiên cứu cho thấy hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 có từ trở lớn trong vùng từ trường thấp. Các phép đo cho thấy rằng từ trở của hợp chất này có thể đạt giá trị cao khi nồng độ cobalt được điều chỉnh hợp lý. Những kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu từ tính ứng dụng trong công nghệ hiện đại.

4.1. Đánh giá từ trở trong vùng từ trường thấp

Kết quả đo từ trở trong vùng từ trường thấp cho thấy rằng hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 có khả năng tạo ra từ trở lớn. Điều này chứng tỏ rằng hợp chất này có tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử và cảm biến từ trường.

4.2. So sánh với các hợp chất khác

Khi so sánh với các hợp chất khác trong cùng nhóm vật liệu, La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 cho thấy tính chất từ vượt trội hơn. Điều này cho thấy rằng hợp chất này có thể là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng trong công nghệ spintronics và các thiết bị từ tính khác.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu từ trở của hợp chất La2 3Pb1 3Mn1 xCoxO3

Nghiên cứu từ trở của hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 đã chỉ ra rằng hợp chất này có tiềm năng lớn trong việc phát triển các vật liệu từ tính ứng dụng trong công nghệ hiện đại. Những kết quả đạt được không chỉ mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu mà còn có thể dẫn đến những ứng dụng thực tiễn trong tương lai.

5.1. Triển vọng ứng dụng trong công nghệ spintronics

Hợp chất La2/3Pb1/3Mn1-xCoxO3 có thể được ứng dụng trong công nghệ spintronics nhờ vào tính chất từ lớn và khả năng điều chỉnh từ trở. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các linh kiện điện tử mới với hiệu suất cao hơn.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa nồng độ tạp chất và điều kiện chế tạo để đạt được từ trở lớn nhất. Đồng thời, việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế từ trở cũng cần được thực hiện để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất từ của hợp chất này.