Cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni)

Chia sẻ: ViSumika2711 ViSumika2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) được chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện và sắt từ của hệ vật liệu được khảo sát bằng các kỹ thuật khác nhau như: Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán sắc năng lượng (EDS), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), chu trình điện trễ (P-E) và chu trình từ trễ (M-H).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni)

Vật lý & Khoa học vật liệu CẤU TRÚC TINH THỂ, TÍNH CHẤT SẮT ĐIỆN VÀ SẮT TỪ CỦA VẬT LIỆU Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) Đào Việt Thắng1,*, Lê Thị Mai Oanh2, Lâm Thị Hằng3, Đỗ Danh Bích2, Nguyễn Mạnh Hùng1, Dư Thị Xuân Thảo1 Tóm tắt: Vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) được chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện và sắt từ của hệ vật liệu được khảo sát bằng các kỹ thuật khác nhau như: Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán sắc năng lượng (EDS), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), chu trình điện trễ (P-E) và chu trình từ trễ (M-H). Từ kết quả đo XRD cho thấy hệ vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 kết tinh trong cấu trúc rhombohedral thuộc nhóm không gian R3C. Vật liệu BiFeO3 có hằng số mạng tinh thể a = 5,583Å, c = 13,870Å, vật liệu Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 có hằng số mạng tinh thể a và c nhỏ hơn so với hằng số mạng tinh thể a và c của vật liệu BiFeO3. Vật liệu BiFeO3 thể hiện tính chất sắt từ yếu với Ms = 0,060emu/g, Mr = 0,018emu/g, tính chất sắt điện với Ps = 1,03µC/cm2, Pr = 0,61µC/cm2. Tính chất sắt điện và sắt từ của Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 được cải thiện hơn so với vật liệu BiFeO3. Nguồn gốc của tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu cũng được thảo luận trong bài báo này. Từ khóa: Cấu trúc tinh thể; Tính chất sắt điện; Tính chất sắt từ; Nd-Mn; Nd-Co; Nd-Ni. 1. MỞ ĐẦU Vật liệu BiFeO3 là một trong số rất ít vật liệu đa pha điện từ tồn tại trong tự nhiên. BiFeO3 kết tinh trong cấu trúc rhombohedral thuộc nhóm không gian R3C tồn tại đồng thời trật tự sắt điện với nhiệt độ Curie TC = 1103K và phản sắt từ với nhiệt độ Néel TN = 643K [1-3]. Nhờ vậy, vật liệu có thể được dùng để chế tạo các thiết bị điện tử như: cảm biến, bộ nhớ, thiết bị đọc và ghi từ. Nghiên cứu trước đây cho thấy tính chất từ của vật liệu có nguồn gốc từ tương tác trao đổi Dzyaloshinskii-Moriya (D-M) và tương tác siêu trao đổi Fe-O-Fe [4, 5]. Các tính toán lý thuyết cho thấy trật tự sắt điện, sắt từ trong các vật liệu đa pha điện từ luôn có xu hướng triệt tiêu lẫn nhau, trật tự sắt điện đòi hỏi orbital d của ion kim loại chuyển tiếp còn trống trong khi trật tự sắt từ của vật liệu lại yêu cầu sự lấp đầy không hoàn toàn của orbital d trong ion kim loại chuyển tiếp [6, 7]. Đối với vật liệu BiFeO3 sự hoạt động của các electron lẻ cặp (kết quả của sự lai giữa orbital 6s của ion Bi3+ và 2p của ion O2-) và sự lệch khỏi tâm bát diện FeO6 của ion Fe3+ là các nguyên nhân tạo nên trật tự sắt điện của vật liệu. Tuy nhiên, do các sai hỏng bên trong của vật liệu BiFeO3 dẫn tới dòng rò lớn, độ phân cực điện của vật liệu nhỏ. Vì vậy, các nghiên cứu trên nền vật liệu BiFeO3 tập trung vào việc cải thiện tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra tính chất sắt từ của vật liệu được cải thiện bằng cách pha tạp ion đất hiếm (Ho3+, Eu3+, Sm3+, Dy3+, Nd3+) vào vị trí của ion Bi3+ [8-10], tính chất sắt điện của vật liệu BiFeO3 được cải thiện bằng cách pha tạp các ion kim loại chuyển tiếp (Ni2+, Co2+, Cu2+, Mn3+, Cr3+) vào vị trí của ion Fe3+ [11]. Pha tạp đồng thời ion đất hiếm và ion kim loại chuyển tiếp vào mạng chủ BiFeO3 là cách có thể cải thiện được cả tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu [12, 13]. Trong báo cáo này, chúng tôi nghiên cứu về cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni). 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Chuẩn bị mẫu Vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) được chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Các tiền chất được sử dụng bao gồm Bi(NO3)3.5H2O, 198 Đ. V. Thắng, …, D. T. X. Thảo, “Cấu trúc tinh thể, tính chất … (TM = Co, Mn, Ni).” Nghiên cứu khoa học công nghệ Fe(NO3)3.9H2O, Nd(NO3).6H2O, Co(NO3)2.6H2O, Mn(NO3)2.4H2O, Ni(NO3)2.6H2O, ethylene glycol và axít citric. Đầu tiên, các muối nitrate được cân theo đúng tỉ phần về khối lượng rồi hòa vào 15ml nước tinh khiết và khuấy đều trong khoảng thời gian 30 phút thu được hỗn hợp A. Sau đó, nhỏ từ từ 35ml dung dịch axít citric và ethylene glycol (với tỉ lệ thể tích axít citric/ethylene glycol là 7/3) vào hỗn hợp A thu được hỗn hợp B. Giữ nhiệt độ của hỗn hợp B ở nhiệt độ khoảng 50 ÷ 60°C và khuấy đều hỗn hợp trong khoảng thời gian 1 giờ thu được dung dịch sol. Bước tiếp theo, nhiệt độ của dung dịch sol được tăng lên 100°C và giữ cho nhiệt độ không đổi trong thời gian 2 giờ để nước bay hơi sẽ thu được gel ướt. Gel ướt được đưa vào tủ sấy và giữ nhiệt độ ở khoảng 120°C trong thời gian 5 giờ sẽ thu được gel khô. Cuối cùng, gel khô được ủ ở nhiệt độ 800°C trong thời gian 7 giờ thu được vật liệu dạng bột. Các mẫu được kí hiệu như sau: BiFeO3 (BFO), Bi0,9Nd0,1Fe0,98Co0,02O3 (Nd-Co), Bi0,9Nd0,1Fe0,98Mn0,02O3 (Nd-Mn), Bi0,9Nd0,1Fe0,98Ni0,02O3 (Nd-Ni). Để tiến hành đo tính chất sắt điện của vật liệu, mẫu cần được ép thành viên nén đường kính 6mm, dày 1mm dưới áp suất khoảng 20MPa và được thiêu kiết ở nhiệt độ 800°C trong thời gian 5 giờ. Sau đó, mẫu được làm nhẵn bề mặt và rửa sạch bề mặt bằng máy rung siêu âm. Cuối cùng, ta làm điện cực cho mẫu bằng cách phủ một lớp mỏng keo platin lên bề mặt và ủ mẫu ở 500°C trong thời gian 3 giờ để tăng độ bám dính của điện cực. 2.2. Các phép đo Cấu trúc tinh thể của vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) xác định bằng phép đo giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) trên hệ đo D8 Advance, sử dụng bức xạ CuKα với bước sóng λ = 1,5406Å. Thành phần hóa học của các mẫu được xác định bằng phép đo phổ tán sắc năng lượng (EDS) và hình thái học của các mẫu được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) trên hệ đo Quanta 450. Phép đo chu trình từ trễ (M- H) được thực hiện trên hệ đo VSM_7404 với từ trường cực đại khoảng 10kOe được dùng để xác định tính chất từ của vật liệu. Tính chất điện của vật liệu được xác định thông qua phép đo chu trình điện trễ (P-E) trên hệ đo sắt điện Radian Precision LC_10V. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học Để xác định thành phần hóa học của các mẫu pha tạp đồng thời, chúng tôi đã tiến hành đo phổ tán sắc năng lượng của các mẫu này. Hình 1 biểu diễn phổ EDS của các mẫu pha tạp đồng thời Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni. Kết quả cho thấy cả ba mẫu đều xuất hiện các đỉnh đặc trưng của Bi, Fe, O và Nd. Ngoài ra, mẫu Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni tương ứng còn xuất hiện các đỉnh đặc trưng cho Co, Mn và Ni. Như vậy, ta nhận thấy các mẫu pha tạp đồng thời đã có thành phần hóa học là thích hợp. Điều này là cần thiết để khảo sát cấu trúc tinh thể và các tính chất của mẫu chế tạo. Hình 1. Phổ tán sắc năng lượng của các mẫu Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 199 Vật lý & Khoa học vật liệu Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) được chỉ ra trong hình 2a. Từ giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu, ta thấy các đỉnh nhiễu xạ xuất hiện tại các vị trí phù hợp với với thẻ chuẩn JPCDS số 71-2494. Theo thẻ chuẩn này, vật liệu BFO và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 có cấu trúc tinh thể rhombohedral thuộc nhóm không gian R3C. Hình 2. Giản đồ XRD của vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni). Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni cho thấy các đỉnh nhiễu xạ dịch về phía góc 2θ lớn so với mẫu BFO (hình 2b). Hằng số mạng tinh thể của các mẫu được xác định bằng phần mềm UnitCell, kết quả được trình bày trong bảng 1. Bảng 1. Hằng số mạng tinh thể của các mẫu. Mẫu a (Å) c (Å) BFO 5,583 13,870 Nd-Co 5,573 13,782 Nd-Mn 5,562 13,785 Nd-Ni 5,558 13,750 Ta nhận thấy vật liệu pha tạp đồng thời Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni có hằng số mạng a và c nhỏ hơn so với hằng số mạng của vật liệu BFO. Nguyên nhân là do Nd3+ có bán kính ion nhỏ hơn bán kính ion của Bi3+, các ion kim loại chuyển tiếp TM2+ có bán kính ion nhỏ hơn bán kính ion của Fe3+ nên khi Nd3+ và TM2+ tương ứng thay thế vị trí Bi3+ và Fe3+ sẽ làm co mạng tinh thể dẫn tới giảm hằng số mạng. Hình 3. Ảnh SEM của các mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni. 200 Đ. V. Thắng, …, D. T. X. Thảo, “Cấu trúc tinh thể, tính chất … (TM = Co, Mn, Ni).” Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình thái bề mặt của các mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni được trình bày trên hình 3. Ta nhận thấy mẫu BFO có hình thái bề mặt và kích thước hạt là đồng đều, các mẫu pha tạp đồng thời có hình thái bề mặt kém đồng đều hơn so với mẫu BFO. Các mẫu Nd-Co, Nd-Ni có kích thước hạt nhỏ hơn so với mẫu BFO. Khi Nd3+ thay thế vị trí Bi3+, TM2+ thay thế vị trí Fe3+ trong mạng chủ BFO đã tạo ra sự thay đổi cấu trúc mạng tinh thể của vật liệu, tạo ra các nút khuyết ôxy. Sự xuất hiện các nút khuyết ôxy sẽ làm giảm tính chất tuần hoàn [14, 15]. Đây có thể là nguyên nhân dẫn tới sự thay đổi kích thước hạt của các Nd- Mn, Nd-Co, Nd-Ni so với mẫu BFO. 3.2. Tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu Hình 4a là chu trình từ trễ của các mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni. Kết quả cho ta thấy vật liệu BFO, Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni thể hiện trật tự sắt từ yếu. Từ kết quả đo chu trình từ trễ, chúng tôi tiến hành xác định từ độ bão hòa (Ms), từ độ dư (Mr) của các mẫu và biểu diễn trên Hình 4b. Kết quả này cho ta thấy, tính chất sắt từ của các vật liệu pha tạp đồng thời Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni được cải thiện tốt hơn so với mẫu BFO. Nguyên nhân được xác định là do: (i) trong các mẫu pha tạp đồng thời, kim loại chuyển tiếp TM2+ (TM = Co, Mn, Ni) có hóa trị nhỏ hơn Fe3+, để đảm bảo sự cân bằng điện tích thì mẫu sẽ xuất hiện các nút khuyết ôxy. Sự xuất hiện các nút khuyết ôxy góp phần làm tăng từ độ của vật liệu; (ii) khi Nd3+ thay thế Bi3+, TM2+ thay thế Fe3+ sẽ làm xuất hiện các tương tác siêu trao đổi giữa các ion từ như Nd3+-Nd3+, Nd3+-Fe3+, Nd3+-TM2+, Fe3+-TM2+ và TM2+-TM2+ [16, 17]. Ngoài ra, mẫu Nd-Mn được dự đoán có thêm tương tác trao đổi kép giữa Fe và Mn dẫn tới mẫu này có giá trị Ms lớn nhất so với các mẫu còn lại. Hình 4. a) Chu trình từ trễ và b) Từ độ của các mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni. Hình 5. a) Chu trình điện trễ và b) Độ phân cực điện của các mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn và Nd-Ni. Hình 5a biểu diễn chu trình điện trễ của mẫu BFO, Nd-Co, Nd-Mn, Nd-Ni. Kết quả cho thấy tất cả các mẫu thể hiện tính chất sắt điện yếu. Độ phân cực điện bão hòa (Ps), độ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 201 Vật lý & Khoa học vật liệu phân cực điện dư (Pr) của các mẫu được xác định và biểu diễn trên hình 5b. Ta nhận thấy mẫu pha tạp đồng thời Nd-Ni, Nd-Mn cải thiện tính chất sắt điện tốt hơn so với mẫu BFO và mẫu Nd-Co. Như đã đề cập ở trên, tính chất sắt điện của vật liệu BFO có nguồn gốc từ các electron lẻ cặp của liên kết Bi-O và sự lệch khỏi tâm bát diện FeO6 của Fe3+. Sự thay thế của Nd3+ cho Bi3+ làm thay đổi số electron lẻ cặp, sự thay thế của TM2+ cho vị trí Fe3+ sẽ tạo ra sự lệch của TM2+/Fe3+ khỏi tâm bát diện và sự mất trật tự trong cấu trúc vật liệu khi pha tạp đồng thời Nd3+ và TM2+ là các nguyên nhân làm tăng cường tính chất sắt điện của vật liệu [13, 18]. 4. KẾT LUẬN Vật liệu BiFeO3 và Bi0,9Nd0,1Fe0,98TM0,02O3 (TM = Co, Mn, Ni) đã được chế tạo thành công bằng phương pháp sol-gel. Ảnh hưởng của Nd3+ và TM2+ khi pha tạp đồng thời vào mạng chủ BiFeO3 làm giảm hằng số mạng tinh thể của vật liệu. Tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu pha tạp đồng thời Nd3+ và TM2+ được cải thiện hơn so với vật liệu BFO. Pha tạp đồng thời Nd-Mn có khả năng cải thiện tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu là tốt nhất. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn sự hỗ trợ về kinh phí của đề tài cấp cơ sở của Trường Đại học Mỏ - Địa chất. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. C.T. Munoz, J.P. Rivera, A. Monnier, and H. Schmid, "Measurement of the Quadratic Magnetoelectric Effect on Single Crystalline BiFeO3," Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 24, (1985), p. 1051. [2]. P Fischer, M PoIomska, I Sosnowska, and M. Szymanski, "Temperature dependence of the crystal and magnetic structures of BiFeO3," J. Phys. C: Solid St. Phys., Vol. 13, (1980), pp. 1931-40. [3]. M.M. Kumar, V.R. Palkar, K. Srinivas, and S.V. Suryanarayana, "Ferroelectricity in a pure BiFeO3 ceramic," Appl. Phys. Lett., Vol. 76, (2000), p. 2764. [4]. J.v.d. Brink and D.I. Khomskii, "Multiferroicity due to charge ordering," J. Phys. Condens. Matter., Vol. 20, No. 43 (2008), p. 434217. [5]. R. Mazumder, P. Sujatha Devi, D. Bhattacharya, P. Choudhury, A. Sen, and M. Raja, "Ferromagnetism in nanoscale BiFeO3," Appl. Phys. Lett., Vol. 91, No. 6 (2007), p. 062510. [6]. N. Ortega, A. Kumar, J.F. Scott, and R.S. Katiyar, "Multifunctional Magnetoelectric Materials for Device Applications," J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 27, (2015), p. 500301. [7]. S.W. Cheong and M. Mostovoy, "Multiferroics: a magnetic twist for ferroelectricity," nat. mater., Vol. 6, (2007), pp. 13-20. [8]. A. Gautam, K. Singh, K. Sen, R.K. Kotnala, and M. Singh, "Crystal structure and magnetic property of Nd doped BiFeO3 nanocrytallites," Mater. Lett., Vol. 65, No. 4 (2011), pp. 591-594. [9]. K. Chakrabarti, K. Das, B. Sarkar, and S.K. De, "Magnetic and dielectric properties of Eu-doped BiFeO3 nanoparticles by acetic acid-assisted sol-gel method," J. Appl. Phys., Vol. 110, (2011), p. 103905. [10]. P. Uniyal and K.L. Yadav, "Study of dielectric, magnetic and ferroelectric properties in Bi1−xGdxFeO3," Mater. Lett., Vol. 62, (2008), pp. 2858-2861. [11]. S.K. Singh, H. Ishiwara, and K. Maruyama, "Room temperature ferroelectric properties of Mn-substituted BiFeO3 thin films deposited on Pt electrodes using chemical solution deposition," Appl. Phys. Lett., Vol. 88, No. 26 (2006), p. 262908. 202 Đ. V. Thắng, …, D. T. X. Thảo, “Cấu trúc tinh thể, tính chất … (TM = Co, Mn, Ni).” Nghiên cứu khoa học công nghệ [12]. Y. Gu, J. Zhao, W. Zhang, S. Liu, S. Ge, W. Chen, and Y. Zhang, "Improved ferromagnetism and ferroelectricity of La and Co co-doped BiFeO3 ceramics with Fe vacancies," Ceram. Int., Vol. 42, No. 7 (2016), pp. 8863-8868. [13]. W. Ye, G. Tann, G. Dong, H. Ren, and A. Xia, "Improved multiferroic properties in (Ho, Mn) co-doped BiFeO3 thin films prepared by chemical solution deposition," Ceram. Int., Vol. 41, (2015), pp. 4668-4674. [14]. A.Z. Simões, R.F. Pianno, E.C. Aguiar, E. Longo, and J.A. Varela, "Effect of niobium dopant on fatigue characteristics of BiFeO3 thin films grown on Pt electrodes," J. Alloy. Compd., Vol. 479, No. 1-2 (2009), pp. 274-279. [15]. G.L. Song, H.X. Zhang, T.X. Wang, H.G. Yang, and F.G. Chang, "Effect of Sm, Co codoping on the dielectric and magnetoelectric properties of BiFeO3 polycrystalline ceramics," J. Mag. Mag. Mater., Vol. 324, No. 13 (2012), pp. 2121-2126. [16]. D.V. Thang, D.T.X. Thao, and N.V. Minh, "Magnetic Properties and Impedance Spectroscopic Studies of Multiferroic Bi1-xNdxFeO3 Materials," J. Mag., Vol. 21, No. 1 (2016), pp. 29-34. [17]. M. Kumar, P. Chandra Sati, S. Chhoker, and V. Sajal, "Electron spin resonance studies and improved magnetic properties of Gd substituted BiFeO3 ceramics," Ceram. Int., Vol. 41, No. 1 (2015), pp. 777-786. [18]. X. Yan, G. Tann, W. Liu, H. Ren, and A. Xia, "Structural, electric and magnetic properties of Dy and Mn co-doped BiFeO3 thin film," Ceram. Int., Vol. 41, (2015), pp. 3202-3207. ABSTRACT STRUCTURAL, FERROELECTRIC AND FERROMAGNETIC PROPERTIES OF Bi0.9Nd0.1Fe0.98TM0.02O3 (TM = Co, Mn, Ni) MATERIALS BiFeO3 and Bi0.9Nd0.1Fe0.98TM0.02O3 (TM = Co, Mn, Ni) materials were prepared by sol-gel method. Structural, ferroelectric and ferromagnetic properties of the materials were investigated using various techniques such as: X-ray diffraction diagram (XRD), energy dispersive spectroscopy (EDS), scanning electron microscope (SEM), electric polarization versus electric field hysteresis loops (P-E), magnetic hysteresis loops (M-H). From XRD measurement results show BiFeO3 and Bi0.9Nd0.1Fe0.98TM0.02O3 (TM = Co, Mn, Ni) materials crystallized in rhombohedral structure belongs to R3C space group. BiFeO3 materials has crystal lattice a = 5.583Å, c = 13.870Å, crystal lattice a and c of Bi0.9Nd0.1Fe0.98TM0.02O3 materials are smaller than that of BiFeO3 materials. BiFeO3 materials exhibits weak ferromagnetic properties with Ms = 0.060emu/g, Mr = 0.018emu/g, ferroelectric properties with Ps = 1.03µC/cm2, Pr = 0.61µC/cm2. Ferroelectric and ferromagnetic properties of Bi0.9Nd0.1Fe0.98TM0.02O3 materials are improved than that of BiFeO3 materials. The origin of ferroelectric and ferromagnetic properties of materials are also discussed in this paper. Keywords: Structural; Ferroelectric; Ferromagnetic; Nd-Mn; Nd-Co; Nd-Ni. Nhận bài ngày 25 tháng 02 năm 2018 Hoàn thiện ngày 15 tháng 3 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 20 tháng 3 năm 2018 1 Địa chỉ: Khoa Khoa học cơ bản, Trường Đại học Mỏ - Địa chất; 2 Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; 3 Khoa Khoa học Đại cương, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. * Email: daovietthang@humg.edu.vn. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 203