Nghiên Cứu Vật Liệu La2/3P1/3M0,3 Tại Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu tính chất của hợp chất la2 3pb1 3mno3 khi thay thế 10 hàm lượng zn vào vị trí mn vnu, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Mai Thị Ngọc Hiền
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hữu Sinh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Nghiên Cứu Vật Liệu La2/3P1/3M0,3: Tính Chất và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 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 perovskite manganite LaMnO3
• 1.2. Sơ đồ tái hiện năng lượng của ion Mn3+
• 1.3. Mô hình trao đổi Jahn – Teller
• 1.4. Hiện tượng méo mạng Jahn – Teller
• 1.5. Các kiểu méo mạng Jahn – Teller
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Sơ đồ khối của thiết bị SEM và EDS
• 2.2. Thiết bị đo SEM và EDS tại Trung tâm Khoa học Vật liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Vật Liệu La2 3P1 3M0

Vật liệu ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đổi mới công nghệ. Hiện nay, vật liệu từ là một trong những lĩnh vực mũi nhọn được nghiên cứu. Vật liệu từ có tính chất đặc trưng vô cùng quan trọng đó là tính chất phụ thuộc nhiều vào tác động của điện trường và từ trường. Sự ra đời của spintronics – một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các linh kiện mới dựa trên việc điều khiển và thao tác trên spin điện tử thông qua một từ trường tác dụng là một minh chứng rõ nhất cho vai trò quan trọng của vật liệu từ. Công nghệ spintronics đóng góp mạnh mẽ vào sự phát triển của công nghệ điện tử tin học, viễn thông, và vào sự ra đời của các thiết bị có tính tổ hợp cao, đa chức năng, thông minh, nhỏ gọn, tiêu thụ ít năng lượng, hiệu suất cao, xử lý nhanh… Vật liệu từ có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có những tính chất đặc trưng và ứng dụng nổi bật riêng.

1.1. Giới Thiệu Cấu Trúc Perovskite La2 3P1 3M0.3

Vật liệu perovskite được phát hiện lần đầu năm 1964 bởi H. Megaw. Đó là các vật liệu có cấu trúc tinh thể giống với cấu trúc của khoáng chất CaTiO3. Vật liệu có công thức hóa học chung ABX3, với A là cation kim loại kiềm thổ hoặc thuộc họ Lanthan, B là cation kim loại chuyển tiếp, X thường là anion oxy. Trong cấu trúc tinh thể của vật liệu tồn tại cấu trúc bát diện đặc trưng BX6. Hai loại tương tác chính trong hợp chất là tương tác siêu trao đổi SE và tương tác trao đổi kép DE. Khi thay thế một phần các nguyên tố A hoặc B bởi một số các nguyên tố khác sẽ làm thay đổi cấu trúc bát diện của vật liệu, đồng thời làm thay đổi cường độ tương tác DE và SE, dẫn đến tính chất vật liệu thay đổi.

1.2. Ảnh Hưởng của Dopant M Kim Loại Lên Cấu Trúc La2 3P1 3M0.3

Vật liệu perovskite manganite La1-xAxMnO3 khi thay thế một phần nguyên tố đất hiếm La bởi nguyên tố A (A = Ca, Sr, Pb...) biểu hiện nhiều tính chất vật lý đa dạng, có khả năng ứng dụng lớn trong việc làm lạnh từ, chế tạo các thiết bị đo từ trường, bộ nhớ từ… Đặc biệt sự xuất hiện của hiệu ứng từ trở khổng lồ CMR trong vật liệu đã hấp dẫn nhiều sự quan tâm chú ý. Nghiên cứu giản đồ pha của hệ hợp chất perovskite manganite La1-xPbxMnO3 nhận thấy rằng: với nồng độ pha tạp Pb cho La là x = 1/3 hợp chất biểu hiện nhiều đặc điểm tối ưu như: m0men từ lớn, nhiệt độ chuyển pha Tc cao (trên nhiệt độ phòng), hiệu ứng từ trở xảy ra với giá trị CMR lớn nhất. Do đó, hợp chất perovskite manganite La2/3Pb1/3MnO3 được quan tâm nghiên cứu tại nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới.

II. Thách Thức Chế Tạo Vật Liệu La2 3P1 3M0

Phần lớn các công trình tập trung vào việc thay thế trực tiếp Mn bởi các kim loại chuyển tiếp 3d (như Fe, Co, Ni). Bên cạnh đó, với các kim loại chuyển tiếp không từ (như Cu, Zn...) thay thế vào vị trí Mn có rất ít công trình nghiên cứu kể cả trong nước và quốc tế. Xuất phát từ tính chất tối ưu của vật liệu perovskite manganite La2/3Pb1/3MnO3, đồng thời xuất phát từ thực tế nghiên cứu ở Việt Nam, với mong muốn tìm hiểu và đóng góp thêm những thông tin mới về tính chất điện và từ của hệ vật liệu perovskite, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn là: Nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3Mn03 khi thay thế 10% hàm lượng Zn vào vị trí Mn.

2.1. Vấn Đề Kiểm Soát Cấu Trúc Tinh Thể La2 3P1 3M0.3

Cấu trúc tinh thể của La2/3P1/3M0.3 rất nhạy cảm với điều kiện chế tạo. Sự thay đổi nhỏ trong nhiệt độ nung, thời gian nung, hoặc áp suất có thể dẫn đến sự hình thành các pha tạp không mong muốn. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất điện môi và tính chất từ của vật liệu. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số chế tạo là yếu tố then chốt để thu được vật liệu có cấu trúc tinh thể đơn pha và chất lượng cao.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Đạt Độ Đồng Nhất Thành Phần La2 3P1 3M0.3

Để đạt được các tính chất mong muốn, vật liệu La2/3P1/3M0.3 cần có độ đồng nhất thành phần cao. Tuy nhiên, việc trộn lẫn các nguyên tố ở tỷ lệ chính xác và đảm bảo sự phân bố đồng đều của chúng trong quá trình chế tạo là một thách thức lớn. Sự không đồng nhất thành phần có thể dẫn đến sự xuất hiện các vùng có tính chất khác biệt, làm giảm hiệu suất và độ tin cậy của vật liệu trong các ứng dụng thực tế.

III. Phương Pháp Chế Tạo và Đặc Trưng Vật Liệu La2 3P1 3M0

Luận văn tập trung vào nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Pb1/3Mn03 khi thay thế 10% hàm lượng Zn vào vị trí Mn. Bố cục của luận văn bao gồm: MỞ ĐẦU, CHƯƠNG 1 – NHỮNG ĐẶC ĐIỂM QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU PEROVSKITE LaMnO3, CHƯƠNG 2 – THỰC NGHIỆM, CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN, KẾT LUẬN, TÀI LIỆU THAM KHẢO. Kết quả chính của luận văn được công bố tại tuyển tập báo cáo hội nghị Vật lý chất rắn và khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ IX, quyển 1 (2015), trang 36 – 39.

3.1. Quy Trình Chế Tạo Mẫu La2 3P1 3Mn0.9Zn0.1O3

Mô tả chi tiết quy trình chế tạo mẫu La2/3P1/3Mn0.9Zn0.1O3, bao gồm các bước chuẩn bị nguyên liệu, trộn, nghiền, nung sơ bộ, ép viên, và nung kết. Nêu rõ các thông số quan trọng như nhiệt độ nung, thời gian nung, tốc độ gia nhiệt, và môi trường nung. Giải thích vai trò của từng bước trong việc hình thành cấu trúc perovskite mong muốn.

3.2. Phân Tích XRD Xác Định Cấu Trúc Tinh Thể La2 3P1 3M0.3

Sử dụng phân tích XRD để xác định cấu trúc tinh thể của mẫu La2/3P1/3M0.3. Phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X để xác định các pha tinh thể có mặt trong mẫu, tính toán các thông số mạng tinh thể, và đánh giá độ tinh khiết của mẫu. So sánh kết quả XRD với các tài liệu tham khảo để xác định cấu trúc tinh thể chính xác của mẫu.

3.3. Phân Tích SEM TEM Nghiên Cứu Hình thái Vật Liệu La2 3P1 3M0.3

Sử dụng phân tích SEM và phân tích TEM để nghiên cứu hình thái học của vật liệu La2/3P1/3M0.3. Quan sát kích thước hạt, hình dạng hạt, và sự phân bố của các hạt trong mẫu. Đánh giá độ xốp của vật liệu và sự liên kết giữa các hạt. Phân tích TEM cung cấp thông tin chi tiết hơn về cấu trúc tinh thể và các khuyết tật trong vật liệu.

IV. Tính Chất Điện và Từ Của Vật Liệu La2 3P1 3M0

Cấu trúc bát diện MnO6 là đặc trưng cơ bản trong cấu trúc tinh thể perovskite manganite. Vì nó ảnh hưởng trực tiếp và rất mạnh lên các tính chất điện, từ của perovskite manganite. Trên cơ sở cấu trúc bát diện MnO6 và tương tác tĩnh điện giữa các ion Mn3+ và ion O2- làm hình thành "trường tinh thể bát diện”, ảnh hưởng của trường tinh thể này lên sự hình thành "trật tự quỹ đạo", "sự tách mức năng lượng", đến sự sắp xếp của các điện tử d trên các mức năng lượng khác nhau của các ion kim loại chuyển tiếp.

4.1. Khảo Sát Tính Chất Điện Môi của La2 3P1 3M0.3

Nghiên cứu tính chất điện môi của vật liệu La2/3P1/3M0.3 bằng cách đo điện dung và tổn hao điện môi ở các tần số và nhiệt độ khác nhau. Phân tích sự phụ thuộc của hằng số điện môi và tổn hao điện môi vào tần số và nhiệt độ để hiểu rõ hơn về các cơ chế phân cực trong vật liệu. Xác định nhiệt độ Curie và các hiện tượng chuyển pha điện môi.

4.2. Nghiên Cứu Tính Chất Từ của La2 3P1 3M0.3

Nghiên cứu tính chất từ của vật liệu La2/3P1/3M0.3 bằng cách đo đường cong từ hóa M(H) và sự phụ thuộc của từ độ vào nhiệt độ M(T). Xác định nhiệt độ Curie, từ độ bão hòa, và lực kháng từ của vật liệu. Phân tích các đường cong M(H) và M(T) để xác định loại trật tự từ (sắt từ, phản sắt từ, hoặc spin glass) trong vật liệu.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng của Vật Liệu La2 3P1 3M0

Với những tính chất điện và từ đặc biệt, vật liệu La2/3P1/3M0.3 hứa hẹn nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất là trong lĩnh vực cảm biến, đặc biệt là cảm biến từ trường và cảm biến nhiệt độ. Khả năng thay đổi điện trở mạnh mẽ dưới tác dụng của từ trường (hiệu ứng từ trở khổng lồ) làm cho vật liệu này trở thành ứng cử viên sáng giá cho các cảm biến từ trường có độ nhạy cao.

5.1. Ứng Dụng La2 3P1 3M0.3 Trong Cảm Biến Từ Trường

Vật liệu La2/3P1/3M0.3 có thể được sử dụng để chế tạo các cảm biến từ trường có độ nhạy cao dựa trên hiệu ứng từ trở khổng lồ. Cảm biến này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: đo đạc từ trường trái đất, phát hiện kim loại, và trong các thiết bị điện tử tiêu dùng.

5.2. Tiềm Năng Ứng Dụng La2 3P1 3M0.3 Trong Cảm Biến Nhiệt Độ

Sự thay đổi điện trở mạnh mẽ theo nhiệt độ của La2/3P1/3M0.3 cũng mở ra khả năng ứng dụng trong các cảm biến nhiệt độ. Cảm biến này có thể được sử dụng trong các ứng dụng như: kiểm soát nhiệt độ trong công nghiệp, y tế, và trong các thiết bị gia dụng.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Vật Liệu La2 3P1 3M0

Nghiên cứu về vật liệu La2/3P1/3M0.3 đã mang lại những hiểu biết sâu sắc về cấu trúc, tính chất, và tiềm năng ứng dụng của vật liệu này. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu sâu hơn để khai thác tối đa tiềm năng của La2/3P1/3M0.3. Các hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc cải thiện tính chất của vật liệu, phát triển các phương pháp chế tạo mới, và khám phá các ứng dụng mới.

6.1. Tối Ưu Hóa Tính Chất Vật Liệu La2 3P1 3M0.3

Nghiên cứu các phương pháp để tối ưu hóa tính chất điện và tính chất từ của vật liệu La2/3P1/3M0.3 thông qua việc điều chỉnh thành phần hóa học, điều kiện chế tạo, và xử lý nhiệt. Mục tiêu là đạt được các tính chất mong muốn cho các ứng dụng cụ thể.

6.2. Nghiên Cứu Ứng Dụng La2 3P1 3M0.3 Trong Năng Lượng

Khám phá các ứng dụng tiềm năng của La2/3P1/3M0.3 trong lĩnh vực năng lượng, chẳng hạn như trong các thiết bị lưu trữ năng lượng, pin nhiên liệu, và các thiết bị chuyển đổi năng lượng. Nghiên cứu hiệu ứng nhiệt điện của vật liệu và khả năng ứng dụng trong các thiết bị thu hồi nhiệt thải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Vật liệu ngày càng đóng vai trò quan trong tr0ng quá trình đổi mới công nghệ. hiện nay, vật liệu từ là một lr0ng những lĩnh vực quan lrọng, mũi nhọn đang đojợc nghiên cứu. Vật liệu từ có tính chất đặc troing vô cùng quan trọng đó là Ính chất của vật liệu phụ thuộc nhiều và0 tác động của điện troong va hr trojong. Sự mđời của spinlr0mics — một lĩnh vực nghiên cứu nhằm lạO ra các linh kiện mới dựa trên việc điều khiển và †ha0 tác trên spin điện lử thông qua mội lừ trojờng lác dụng là mội minh chứng rõ nhất ch0 vai lrò quam trong của vậti liệu từ.

công nghệ spintr0nics đóng góp mạnh mẽ và0 sự phát triển của công nghệ điện hr tin hoc, viễn thông, và0 sự ra đời của các thiết sị có lính tố hợp ca0, đa chức năng, thông minh, nhỏ gọn, liêu thụ († năng lojợng, hiệu suất ca0, xử lý nhanh. Vậi liệu lừ có nhiều l0ại khác nhau, mỗi l0ại có những lính chất đặc lrong vàứng dụng nổi sật riêng. Một l0ại vật liệu từ đơjợc nghiên cứu nhiều †r0ng những năm gần đây là vật liệu per0vskile. Vật liệu này đojợc phái hiện lần đầu liên và0 năm 1964 sởi h.

Megaw, đó là các vật liệu có cấu trúc linh thề giống với cấu lrúc của khOáng chất caTi0› [2]. Vật liệu có công thức hóa học chung AbX3 voi A là cali0n kim l0ại kiềm thỗ h0ặc thuộc họ Lanlan, b là cai0n kim l0ại chuyên liếp, X thojong là ani0n 0xy, cũng có thê là IIitơ hOặc heli. Tr0ng cấu trúc tinh thể của vật liệu lồn lại cầu trúc sát diện đặc trong bXo. hai l0ại lojơng lác chính trOng hop chat là loJơng lác siêu tra0 déi SE va tojong tac tra0 đổi kép DE.

Khi thay thế một phần các nguyên lỗ A hÖặc b sởi một số các nguyên lố khác sẽ làm thay đổi cấu trúc Bat diện của vật liệu, đồng thời làm thay đôi cojong dé tojong tác DE và SE, dẫn đến lính chất vật liệu thay đổi. Vật liệu per0vskile manganile Lai„A„Mn0s khi thay thế một phần nguyên lố đất hiếm La sởi nguyên lố A (A = ca, Sr, Ps.) siểu hiện nhiều lính chất vật lý đa dạng, có khả năng ứng dụng lớn lr0ng việc làm lạnh từ, chế ta0 các thiết sị đ0 1 từ lrojờng, sộ nhớ lừ. Đặc siệt sự xuất hiện của hiệu ứng từ trở không lồ cMT tr0ng vật liệu đã hấp dẫn đơjợc nhiều sự quan †âm chú ý. Hghiên cứu giản đồ pha của hệ hợp chất per0vskile manganile Lai.

xPbxMn0: nhận thấy rằng: với nồng độ pha lạp Ps ch0 La là x = 1/3 hợp chất siểu hiện nhiều đặc điểm lối øu nhơi: m0men lừ lớn, nhiệt độ chuyển pha T. ca0 (/sên nhiệt độ phòng), hiệu ứng lừ trở xảy ra với giá trị MT lớn nhất. D0 đó, hợp chất per0vskile manganile LazaPbiaMn03 đơiợc quan lâm nghiên cứu lại nhiều phòng thí nghiệm lrên thế giới [1]. ch0 đến nay, kết quả nghiên cứu lrên nhiều công trình đăng trên các tap chi đã làm ch0 những hiểu siết về các cơ chế vi mô liên quan đến các lính chất điện và lừ của vật liệu này là khá đầy đủ.

Phần lớn các công trình lập trung và0 việc thay thế trực liếp Mn bởi các kim l0ại chuyên liếp 3d (nhọ Fe, c0, Hi). bên cạnh đó, với các kim lOại chuyên liếp không từ (nhơi cu, Zn.) thay thé va0 vi tri. Mn có rất í† công trình nghiên cứu kê cả lr0ng nojớc và quốc 4é. Xuất phát tir lính chất 16i gu cua vật liệu per0vskile manganile Laz3Pb13Mn03, đồng thời xuất phát từ thực lế nghiên cứu ở Việt Iam, với m0ng muốn †ìm hiểu và đóng góp thêm những thong tin mới về lính chất điện và từ của hệ vật liệu per0vskile, chúng 16i chon đề lài nghiên cứu ch0 luận văn là: Ighiên cứu lính chất của hợp chất LazaPbeuasMn0: khi thay thế 10% hàm lơjgng Zn và0 vị ri Mn bố cục của luận văn sa0 gồm: MG DAU chd|ƠIIG 1 - IhỮTIG ĐẶc ĐIÊỄM QUATI TIONG cUA VAT LIEU PET0VSKITE LaMn0 chd|ƠIG 2 - ThỰCc IGhIỆM chd|ƠNG 3 - KÉT QUÁ VÀ ThẢ0 LUẬN KÉT LUẬN TAI LIEU ThAM KhAO Kết quả chính của luan van dojoc cong số lại tuyên lập sá0 cá0 hội nghị Vật ly chat rắn và kh0a học vật liệu 10am quéc lần thứ IX, quyền 1 (2015), lrang 36 — 39.

chŒ|ƠING 1 - IhỮTIG ĐẶc ĐIỂM QUATI TIONG cUA VAT LIEU PET0VSKITE LaMn0; 1. cấu lúc lý loyởng của vật liệu perOvskite manganite LaMn03 Hăm 1964, h. Megaw đã phát hiện ra một cấu trúc tinh thê đặc siệt của khOáng chất caTi0a, ông gọi là cấu trúc per0vskile. IIgày nay, các vật liệu có cấu trúc linh lhê giống cấu trúc linh thê caTi0› đojợc gọi chung là vật liệu per0vskile [2].

Per0vskile có công thức hóa học chung là AbXa. Tr0ng công thức này, A 1a cal0n kiềm thổ h0ặc cali0n thuộc họ Lania, b là cali0n của các kim l0ại chuyên liếp và X thojờng là ani0n 0xy nhoỊng cũng có thể là aniOn heli h0ặc aniOn T10. các cal0n A và b có bán kính khác nhau và A lớn hơn b [10]. TrOng trojong hop cấu lrúc per0vskile manganile LaMn0, A là cali0n La3*, b là cali0n Mn3* va X 1a amiOn 07.

cau trúc lý lojởng của per0vskile manganile LaMn0› đojợc mô lả nhơi Hình 1.1: a) Cấu trúc lý tojong cua perovskite manganite LaMnO3 b) Sự sắp xếp của các bát diện trong cấu trúc perovskite ly tojong hình 1.1a, nhận thấy rằng ô mạng cơ sở của vật liệu per0vskile manganile LaMn0 là một hình lập phơjơng có các hằng số mạng a = s = c và góc œ= 8= y =900. Ở lâm ô mạng là cali0n La3*, các caliOn Mn°* thuộc tám đỉnh của ô 5 mạng và các ani0n 0? ở vị lrí rung điểm của mỗi cạnh ô mạng. Xung quanh mỗi cali0n La3* có 12 ani0n 02 và xung quanh mỗi cali0n Mn* có 6 ani0n 0°. cấu trúc per0vskile manganile LaMn0: lồn lại cấu trúc sát diện đặc trong Mn0s nội liếp ô mạng cơ sở.1: là cấu trúc per0vskite manganile LaMn0a đojợc biểu diễn nhơt các sát diện Mn0s xếp cạnh nhau loJơng ứng với việc mô lá ái trúc linh thé LaMn03 khi lịnh liến trục lọa độ đi lô mạng.

Tại sáu đỉnh của sát 2 diện là 6 aniOn 0”, cai0n MnẺ* nằm lại lâm của Bat điện. Tr0ng cách mô lả này, cau trúc per0vskile lý lojởng có góc liên kết Mn — 0 — Mn là 1800, độ dài các liên kết Mn — 0 là pằng nhau. cầu trúc lập phoqơng lý lojởng per0vskile LaMn0› chịu nhiều ảnh hojởng hi thay thế các nguyên lố khác nhau và0 vị trí nguyên lố La h0ặc Mn và tòy thuộc thành phần pha lạp thì cấu trúc lý loJởng này sẽ thay đổi. các góc liên kết Mn-0-Mn và độ dài liên kết Mn-0 †he0 các trục thay đổi dẫn đến xuất hiện sự mé0 mang Jahn — Teller (J-T).

Sự mé0 mạng J-T gây ra những ứng suất nội lại trOng vat liệu và đ0 đó nhiều hiệu ứng khác cũng xuất hiện (nho sự cạnh tranh tojong tc tra0 déi kép (DE), tojong lác siêu lra0 đổi (SE) và sự cạnh tranh giữa chúng) làm ch0 lính chất vật lý của vật liệu siến đổi Ir0ng một lh0ảng rộng của nồng độ thay thế. Kết quả làm xuất hiện mội số hiệu ứng vật lý nhơi hiệu ứng lừ trở không lồ, hiệu ứng từ nhiệt có khả năng ứng dụng lr0ng công nghiệp điện lử, tr0ng kỹ thuật và tr0ng đời sống [1]. Sự lách mức năng lơjợng và tật tự quỹ đạ0 trÚng trojong tinh thé sát diện cấu trúc sát diện Mn0s là dic trong cơ sản lr0ng cấu trúc tinh thê per0vskile manganile. Vì nó ảnh hojởng trực liếp và rất mạnh lên các lính chất điện, lừ của per0vskile manganile.

Trên cơ sở cấu trúc sát diện Mn0s và tojong tac lĩnh điện giữa các i0n MnẺ* và i0n 0? làm hình thành "izgòng linh thể sát diện” (hình 1.15), anh hojong cia trojong linh thể này lên sự hình thành "/s@i iự quỹ đạ0", "sự 6 lách mức năng lượng", đến sự sắp xếp của các điện tử d trên các mức năng lolợng khác nhau của các iOn kim 10ai chuyên tiếp. Mặt khác, đối với một nguyên tử lự d0, các quỹ đạO có “4 a HE x2-y2 còng số lojợng lử chính n sẽ 5ị A suy biến và có còng một mức dyzsdyz năng lơiợng. Tuy nhiên với hợp Lf —— 2g |} —. —: d chat perOvskite, dojéi tac dụng là của lrojờng linh thé pat diện, các lon Mu tb dO a b € quỹ đạO d của các 10n kim 10ai ` hình 1.2: Sơ đồ lách mức năng lơiợng của i0n MnẺ* chuyển liệp Mn' pi lách ra - 4) Dịch chuyên nang lojong dO tqjong tac dip0le thành các mức năng lojợng khác b) Tach mirc nang lojong tOng trojong tinh thé nhau.

Lớp vỏ điện tir 3d cua ion” _— kim I0ại chuyển Hiếp MnÊ* có số _ ° Tách mức Jahr — Teller [18}. lojợng tử quỹ đạ0 1 = 2, số lojợng lử từ m = 0, + 1, + 2 tức là có 5 hàm sóng quỹ đạ0 (5 0rbilal). các hàm sóng quỹ đạ0 này đojợc ký hiệu là đ,:, doy đự. D0 trolờng tinh thể Mn0s h0àn 10àn đối xứng, nên các điện lử trên các quỹ đạO đx„, đy:, đ „ chịu một lực đây của các ¡0n âm nhơi nhau d0 đó có năng lojợng nhơi nhau, còn các điện lử trên các quỹ đạ0 đ; vàd „; ,;chịu cùng một lực đầy nên cũng có còng một mức năng lojợng (hình 1.

Tho vay trồng trojờng linh thê sái diện Mn0s, các quỹ đạ0 d của các i0n kim 10ại chuyển liếp MnÊ* đoợc lách thành hai mức năng lojợng. Mức năng lojợng thấp hơn gồm các quỹ đạ0 đ.đ;; đ, gọi là quỹ đạ0 l¿ suy siến sậc 3 và mức năng và lojợng ca0 hơn gồm các quỹ đạ0 đ ;z> đ:_„› gọi là quỹ da eg suy biến bậc 2 (hình 1. lăng lojợng tách mức trolờng linh thê giữa trạng thai hg và eg lớn nhất là 15 8 eV. D0 sự lách mức năng lơjợng, các điện lử có thề lựa chọn việc chiếm giữ các mire nang logng khac mhau hg hay eg, két quả làm xuất hiện hiệu ứng mé0 mạng Jahn-Teller dojgc trình sày ở phần liếp †he0.

các hiện lơigng méU mạng lr0ng per0vskile manganile Lý thuyết Jahn-Teller ch0 siết [22]: mội phân bử qó tính đối xứng dấu lzúc œ0 với qác quỹ đạO điện lử suy vién sẽ phải oiễn dạng để l0ại oỏ suy oiễn, giảm tính đổi xứng và giảm năng lgợng tự d0. Xét trojong hợp của các kim l0ại chuyển liếp cụ thể là các manganile, in Mn?' có cấu trúc điện tử lrên các quỹ đạ0 3d không đầy. Dojới tác dụng của lrojờng tinh thể sát diện, các quỹ đạ0 3d của các i0n kim lOại chuyên liếp đơiợc lách ra thành những mức năng lojợng khác nhau.