Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất từ của pherit ganet R3Fe5O12 (R = Y, Gd, Tb, Dy, Ho) kích thước nanomet

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA PHERIT GANET R3Fe5O12 (R = Y, Gd, Tb, Dy, Ho) KÍCH THƯỚC NANOMET

Ngành:

Khoa học Vật liệu, chuyên ngành Vật liệu điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất từ của pherit ganet R3Fe5O12 (R = Y, Gd, Tb, Dy, Ho) kích thước nanomet" tập trung vào việc chế tạo thành công các hạt pherit ganet đất hiếm dạng nanomet bằng phương pháp tổng hợp hóa học (sol-gel), với kích thước trung bình khoảng 40 nm và nhiệt độ hình thành pha tới hạn xấp xỉ 800°C. Nghiên cứu khảo sát cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học và đặc biệt là các tính chất từ của các hạt này, bao gồm mômen từ, nhiệt độ Curie, nhiệt độ bù trừ, độ cảm từ ở từ trường cao và lực kháng từ.

Kết quả cho thấy các tính chất từ của hạt nanomet có thể được giải thích hiệu quả bằng mô hình lõi – vỏ. Theo đó, phần lõi của vật liệu có trật tự spin tương tự mẫu khối, quyết định các giá trị nhiệt độ Curie và nhiệt độ bù trừ không có sự sai khác đáng kể so với mẫu khối. Ngược lại, phần vỏ hạt với các mômen từ mất trật tự là nguyên nhân gây nên sự giảm giá trị mômen từ ở nhiệt độ thấp và làm tăng dị hướng từ hiệu dụng của mẫu. Độ dày của lớp mất trật tự bề mặt này phụ thuộc vào sự có mặt của các ion đất hiếm, với các hạt chứa ion đất hiếm (Gd, Dy, Ho, Tb) thể hiện lớp vỏ mất trật tự dày hơn đáng kể so với hạt YIG (Y không từ tính). Điều này dẫn đến độ cảm từ ở từ trường cao của các hạt nano pherit ganet đất hiếm lớn hơn đáng kể so với mẫu khối tương ứng, và sự xuất hiện các hiện tượng từ dị thường ở vùng nhiệt độ thấp.

Luận án cũng chỉ ra rằng các hạt nano pherit ganet đều ở trạng thái đơn đômen, dẫn đến giá trị lực kháng từ cực đại rất lớn (1,1 – 1,9 kOe) so với mẫu khối khi đi qua điểm bù trừ. Sự hình thành đỉnh cực đại này còn phụ thuộc vào mức độ hoàn hảo của tinh thể. Các nghiên cứu đã đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của kích thước hạt và hiệu ứng bề mặt lên các tính chất từ của vật liệu pherit ganet, đặc biệt là vai trò của các ion đất hiếm trong việc hình thành lớp mất trật tự bề mặt và các hiện tượng từ dị thường ở vùng nhiệt độ thấp.

Mục lục chi tiết:

• Mở đầu: Giới thiệu sơ bộ về tình hình nghiên cứu, lý do chọn đề tài nghiên cứu.
• Chương 1: Tổng quan về cấu trúc và tính chất của vật liệu pherit ganet dạng khối và dạng hạt kích thước nanomet.
• Chương 2: Giới thiệu tổng quan về các phương pháp chế tạo mẫu dạng hạt kích thước nanomet, các phương pháp nghiên cứu cấu trúc và tính chất từ của mẫu dạng hạt.
• Chương 3: Trình bày các kết quả nghiên cứu và thảo luận với các hạt nano Y3Fe5O12.
• Chương 4: Trình bày các kết quả nghiên cứu và thảo luận với các hạt nano Gd3Fe5O12.
• Chương 5: Trình bày các kết quả nghiên cứu và thảo luận với các hạt nano R3Fe5O12 (R = Dy, Tb và Ho).
• Kết luận và kiến nghị: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu chính của luận án và kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo.