ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ THU HẰNG
VỀ SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA HỢP CHẤT THIẾU LANTAN
La0,54Ca0,40MnO3-δ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ THU HẰNG
VỀ SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA HỢP CHẤT THIẾU LANTAN
La0,54Ca0,40MnO3-δ
Chuyên ngành: Vật lí nhiệt
Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS. Chu Văn Tuấn
GS.TS. Nguyễn Huy Sinh
Hà Nội - 2015
LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng cảm ơn các thày cô giáo cùng các cán bộ làm việc tại
Bộ môn Vật lý nhiệt độ thấp, Khoa Vật Lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự
Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã dạy dỗ, giúp đỡ em trong quá trình học
tập và thực hiện luận văn.
Đặc biệt, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS.
Nguyễn Huy Sinh, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành luận
văn này.
Xin chân thành cảm ơn TS. Chu Văn Tuấn đã tận tình giúp đỡ tôi trong
quá trình thực hiện luận văn.
Qua đây, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo trƣờng Đại học
Phòng Cháy Chữa Cháy, Lãnh đạo Bộ Môn Cơ Sở Ngành và các đồng
nghiệp, bạn bè, gia đình đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành
luận văn.
Hà Nội, 2015
Nguyễn Thị Thu Hằng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA VẬT LIỆU
PEROVSKITE LaMnO3 ........................................................... 4
1.1. Sơ lƣợc về cấu trúc tinh thể hệ vật liệu Perovskite LaMnO3 .................... 4
1.1.1. Cấu trúc tinh thể Perovskite ................................................................... 4
1.1.2. Sự tách mức năng lượng và trật tự quỹ đạo trong trường tinh thể bát diện ............ 5
1.2. Hiệu ứng Jahn – Teller .............................................................................. 9
1.3. Trạng thái và cấu hình spin của các điện tử d trong trƣờng tinh thể bát diện ........... 11
1.4. Tƣơng tác siêu trao đổi (Super exchange - SE) ...................................... 13
1.5. Tƣơng tác trao đổi kép (Double exchange - DE) .................................... 14
1.6. Sự cạnh tranh giữa hai loại tƣơng tác AFM và FM trong hợp chất manganite ........ 15
1.7. Tìm hiểu giản đồ pha của hệ Perovskite La1-xCaxMnO3 ......................... 16
1.8. Hiệu ứng từ trở (MR) trong Perovskite manganite ................................. 18
1.8.1. Quá trình nghiên cứu và phát triển ...................................................... 18
1.8.2. Mô hình hai dòng của Mott và cơ chế tán xạ phụ thuộc spin .............. 21
1.9. Một số đặc điểm của vật liệu Perovskite La1-xCaxMnOδ-3 thiếu Lantan ............. 22
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM ..................................................................... 25
2.1. Công nghệ chế tạo mẫu ........................................................................... 25
2.1.1. Công nghệ gốm .................................................................................... 25
2.1.2. Công nghệ sol-gel ................................................................................ 26
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 27
2.2.1. Nghiên cứu cấu trúc: Phép đo nhiễu xạ bột Rơnghen. ........................ 28
2.2.2. Phân tích phổ tán sắc năng lượng (EDS) ............................................ 29
2.2.3. Ảnh hiển vi điện tử quét. ...................................................................... 29
2.2.4. Phương pháp xác định nồng độ Ôxy
................................................. 30
2.2.5. Phép đo từ độ M(T) .............................................................................. 30
2.2.6. Phép đo điện trở R(T)........................................................................... 33
2.2.7. Phép đo từ trở ...................................................................................... 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 37
3.1. Chế tạo các mẫu nghiên cứu ................................................................... 37
3.2. Nghiên cứu cấu trúc tinh thể ................................................................... 39
3.2.1. Phổ tán xạ năng lượng điện tử EDS. ................................................... 41
3.2.2. Xác định thành phần khuyết thiếu ôxy trong mẫu. .............................. 43
3.2.3. Xác định nhiệt độ chuyển pha Curie (Tc) ............................................. 45
3.2.4. Kết quả đo điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ. ........................................ 47
3.2.5. Xác định năng lượng kích hoạt Ea ....................................................... 48
3.2.6. Từ trở khổng lồ trong La0,54Ca0,40MnO3-δ. ........................................... 50
KẾT LUẬN .................................................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 53
PHỤ LỤC: CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN VĂN .......................................................................................... 56