Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 3
Chương 1: VẬT LIỆU PEROVSKITE 5
1.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite ABO3 5
1.1.1 Vật liệu ABO3 thuần 5
1.1.2 Vật liệu ABO3 biến tính 6
1.2 Sự tách mức năng lượng trong trường tinh thể và hiệu ứng Jahn-Teller 7
1.2.1 Sự tách mức năng lượng trong trường tinh thể 7
1.2.2 Hiệu ứng Jahn-Teller 7
1.3 Các tương tác vi mô trong vật liêu perovskite 9
1.3.1 Tương tác siêu trao đổi (Super Exchange Interaction- SE) 9
1.3.2 Tương tác trao đổi kép (Double Exchange Interaction - DE) 11
1.4 Một số mô hình dẫn điện trong vật liệu perovskite ABO3 biến tính 13
1.4.1 Sự hình thành polaron điện 13
1.4.2 Mô hình khe năng lượng 16
1.4.3 Mô hình lân cận gần nhất 16
1.4.4 Mô hình khoảng nhảy biến thiên 16
1.5 Một số hiệu ứng vật lý trong vật liệu perovskite biến tính 18
1.5.1 Hiệu ứng nhiệt điện 18
1.5.2 Hiệu ứng từ trở 20
1.5.3 Hiệu ứng từ nhiệt 21
1.6 Vật liệu orthoferrite (Perovskite LaFeO3) 25
1.6.1 Một số đặc tính của hệ orthoferrite 25
Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31
2.1 Chế tạo mẫu 31
2.2 Khảo sát cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi và tính chất 34
2.2.1 Phân tích cấu trúc tinh thể 34
2.2.2 Khảo sát cấu trúc tế vi 34
2.2.3 Khảo sát tính chất từ 35
2.2.4 Khảo sát tính chất điện 35
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.1 Cấu trúc tinh thể của hệ La1-xYxFeO3 và hệ La1-yNdyFeO3 36
3.2 Cấu trúc tế vi 38
3.3 Tính chất từ 39
3.4 Tính chất điện 45
KẾT LUẬN 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC 59
MỞ ĐẦU
Vật liệu perovskite ABO3 được bắt đầu biết đến từ đầu thế kỷ 19. Thời gian đầu các nhà khoa học cũng chưa thực sự quan tâm đến những vật liệu này. Trong thời gian gần đây, bước đầu đã có rất nhiều nghiên cứu về vật liệu perovskite. Bởi các vật liệu perovskite ABO3 có độ bền nhiệt rất cao nên có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao. Ngoài ra, khi pha tạp thay thế một số nguyên tố (thí dụ: Ba, Sr, Fe, Ni, Y, Nd, Ti…) vào vị trí A hay B sẽ dẫn đến một số hiện ứng vật lý lý thú: hiệu ứng nhiệt điện (Thermoelectric effect), hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric effect), từ trở lớn (Collosal- magenetoresistance effect)… Điều đó đã mở ra những ứng dụng mới vật liệu perovskite trong một số lĩnh vực công nghiệp hiện đại như : điện tử, thông tin, làm lạnh mà không gây ô nhiễm môi trường, hóa dầu, pin nhiệt điện, máy phát điện…
Trong những năm gần đây, vật liệu orthoferrit LnFeO3 (Ln là vị trí các nguyên tố đất hiếm La, Nd, Eu… hay Y) được chú ý đi sâu vào nghiên cứu các tính chất của chúng, đặc biệt với chất nền là LaFeO3, bởi các vật liệu orthoferrit có thể làm chất xúc tác trong phản ứng ôxy hóa từng phần mêtan tạo ra H2-là một nhiên liệu rất quan trọng, với hiệu suất rất cao tới 95% và làm vật liệu xúc tác hiệu quả cao trong việc loại bỏ axit salicylic và axit sulfonic salicylic trong nước thải hay làm các sensor nhạy khí để phát hiện các khí độc như CO, NO, SO2, NO2… với nồng độ rất thấp mà các sensor thường không thể phát hiện, và còn làm điện cực ở nhiệt độ cao (SOFC)… Chính vì vậy chúng tui chọn đề tài: ”Tính chất điện, từ của hệ vật liệu pervoskite La1-x¬YxFeO3” làm đề tài cho luận văn cùng với mong muốn đóng góp thêm sự hiểu biết về loại vật liệu này.
Nội dụng chính của bản luận văn gồm:
- Mở đầu
Lý do chọn đề tài nghiên cứu.
- Chương 1: Vật liệu perovskite
Trình bày tổng quan về vật liệu có cấu trúc perovskite và một số tính chất, hiệu ứng lý thú xuất hiện trong các perovskite khi pha tạp.
- Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm
Trình bày phương pháp chế tạo mẫu và các phương pháp khảo sát cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi, tính chất điện và tính chất từ của vật liệu chế tạo được.
- Chương 3 : Kết quả và thảo luận
Trình bày những kết quả chế tạo mẫu, nghiên cứu cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi, tính chất điện và tính chất từ của mẫu đã chế tạo và đưa ra những nhận xét, giải thích kết quả.
- Kết luận
Tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn.
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
Chương 1: VẬT LIỆU PEROVSKITE
1.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite ABO3
1.1.1 Vật liệu ABO3 thuần
Hợp chất perovskite ABO3 thuần có cấu trúc tinh thể lý tưởng như hình 1.1a. Ô mạng cơ sở là hình lập phương tâm khối với các thông số mạng a=b=c và .
Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của perovskite ABO3 thuần.
Ở đây cation A nằm tại các mặt của hình lập phương, còn cation B có bán kính nhỏ hơn nằm tại tâm của hình lập phương. Cation B được bao quanh bởi 8 cation A và 6 anion Ôxy, còn quanh mỗi vị trí A có 12 anion Ôxy như ở hình 1.1a, cấu trúc tinh thể của hợp chất perovskite còn có thể mô tả dưới dạng sắp xếp các bát diện BO6 như hình 1.1b, với cation B nằm ở hốc của bát diện BO6, còn các anion O2- nằm ở đỉnh của bát diện BO6. Từ hình 1.1b, các góc B-O-B bằng 1800 và độ dài liên kết B-O bằng nhau theo mọi phương. Bát diện FeO6 này ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất điện và tính chất từ của vật liệu.
Hình 3.15 Đường cong ln (T) của hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3 nung thiêu kết ở 12500C , x = 0.35(a , b) và x = 0.55 (c)
- Mẫu y =0.35:
+ Đường ln ~T-1 tuyến tính trong khoảng 434K-455K.
+ Đường ln ~T-1/4 tuyến tính trong khoảng 458K-503K.
- Mẫu y =0.35:
+ Đường ln ~T-1 tuyến tính trong khoảng 442K-449K và 491K-550K.
KẾT LUẬN
1. Chế tạo thành công vật liệu khối La1-y¬NdyFeO3 và La1-x¬YxFeO3 (x, y = 0; 0.15; 0.25; 0.35; 0.45; 0.55; 1) bằng phương pháp gốm. Các mẫu chế tạo có cấu trúc orthorhombic.
2. Cả hai hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 đều bị méo mạng khi tăng nồng độ pha tạp Nd và Y. Tuy nhiên khi pha tạp Y vào LaFeO3, méo mạng mạnh hơn so với trường hợp pha Nd. Sự méo mạng đã gây nên sự bất thường tính chất từ và điện trong các mẫu nghiên cứu.
3. Các mẫu của cả hai hệ La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 đều thể hiện tính sắt từ do tương tác siêu trao đổi. Với trật tự ferit từ và phản sắt từ nghiêng (canted-antiferromagnetic). Hệ La1-y¬NdyFeO3 có đường trễ ở 5K dựng đứng hơn so với các đường trễ ở 100K-300K. Hệ La1-x¬YxFeO3 có các đường trễ vuông góc các khác với các đường trễ thông thường của hệ La1-y¬NdyFeO3. Xuất hiện điểm bất thường trên đường trễ tại trường tới hạn Hcritical.
4. Cả hai hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 có điện trở suất rất cao như điện môi (cỡ 106-108Ω.cm) và lần đầu tiên quan sát được hiện tượng chuyển tính dẫn: kim loại- bán dẫn trong khoảng nhiệt độ phòng đến 450K. Trong khoảng nhiệt độ 450K-600K, các mẫu có tính dẫn như bán dẫn và theo quy luật mô hình lân cân gần nhất (Arrhenius): và mô hình khoảng nhảy biến thiên (VRH) với mũ p khác nhau: .
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 3
Chương 1: VẬT LIỆU PEROVSKITE 5
1.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite ABO3 5
1.1.1 Vật liệu ABO3 thuần 5
1.1.2 Vật liệu ABO3 biến tính 6
1.2 Sự tách mức năng lượng trong trường tinh thể và hiệu ứng Jahn-Teller 7
1.2.1 Sự tách mức năng lượng trong trường tinh thể 7
1.2.2 Hiệu ứng Jahn-Teller 7
1.3 Các tương tác vi mô trong vật liêu perovskite 9
1.3.1 Tương tác siêu trao đổi (Super Exchange Interaction- SE) 9
1.3.2 Tương tác trao đổi kép (Double Exchange Interaction - DE) 11
1.4 Một số mô hình dẫn điện trong vật liệu perovskite ABO3 biến tính 13
1.4.1 Sự hình thành polaron điện 13
1.4.2 Mô hình khe năng lượng 16
1.4.3 Mô hình lân cận gần nhất 16
1.4.4 Mô hình khoảng nhảy biến thiên 16
1.5 Một số hiệu ứng vật lý trong vật liệu perovskite biến tính 18
1.5.1 Hiệu ứng nhiệt điện 18
1.5.2 Hiệu ứng từ trở 20
1.5.3 Hiệu ứng từ nhiệt 21
1.6 Vật liệu orthoferrite (Perovskite LaFeO3) 25
1.6.1 Một số đặc tính của hệ orthoferrite 25
Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31
2.1 Chế tạo mẫu 31
2.2 Khảo sát cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi và tính chất 34
2.2.1 Phân tích cấu trúc tinh thể 34
2.2.2 Khảo sát cấu trúc tế vi 34
2.2.3 Khảo sát tính chất từ 35
2.2.4 Khảo sát tính chất điện 35
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.1 Cấu trúc tinh thể của hệ La1-xYxFeO3 và hệ La1-yNdyFeO3 36
3.2 Cấu trúc tế vi 38
3.3 Tính chất từ 39
3.4 Tính chất điện 45
KẾT LUẬN 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC 59
MỞ ĐẦU
Vật liệu perovskite ABO3 được bắt đầu biết đến từ đầu thế kỷ 19. Thời gian đầu các nhà khoa học cũng chưa thực sự quan tâm đến những vật liệu này. Trong thời gian gần đây, bước đầu đã có rất nhiều nghiên cứu về vật liệu perovskite. Bởi các vật liệu perovskite ABO3 có độ bền nhiệt rất cao nên có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao. Ngoài ra, khi pha tạp thay thế một số nguyên tố (thí dụ: Ba, Sr, Fe, Ni, Y, Nd, Ti…) vào vị trí A hay B sẽ dẫn đến một số hiện ứng vật lý lý thú: hiệu ứng nhiệt điện (Thermoelectric effect), hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric effect), từ trở lớn (Collosal- magenetoresistance effect)… Điều đó đã mở ra những ứng dụng mới vật liệu perovskite trong một số lĩnh vực công nghiệp hiện đại như : điện tử, thông tin, làm lạnh mà không gây ô nhiễm môi trường, hóa dầu, pin nhiệt điện, máy phát điện…
Trong những năm gần đây, vật liệu orthoferrit LnFeO3 (Ln là vị trí các nguyên tố đất hiếm La, Nd, Eu… hay Y) được chú ý đi sâu vào nghiên cứu các tính chất của chúng, đặc biệt với chất nền là LaFeO3, bởi các vật liệu orthoferrit có thể làm chất xúc tác trong phản ứng ôxy hóa từng phần mêtan tạo ra H2-là một nhiên liệu rất quan trọng, với hiệu suất rất cao tới 95% và làm vật liệu xúc tác hiệu quả cao trong việc loại bỏ axit salicylic và axit sulfonic salicylic trong nước thải hay làm các sensor nhạy khí để phát hiện các khí độc như CO, NO, SO2, NO2… với nồng độ rất thấp mà các sensor thường không thể phát hiện, và còn làm điện cực ở nhiệt độ cao (SOFC)… Chính vì vậy chúng tui chọn đề tài: ”Tính chất điện, từ của hệ vật liệu pervoskite La1-x¬YxFeO3” làm đề tài cho luận văn cùng với mong muốn đóng góp thêm sự hiểu biết về loại vật liệu này.
Nội dụng chính của bản luận văn gồm:
- Mở đầu
Lý do chọn đề tài nghiên cứu.
- Chương 1: Vật liệu perovskite
Trình bày tổng quan về vật liệu có cấu trúc perovskite và một số tính chất, hiệu ứng lý thú xuất hiện trong các perovskite khi pha tạp.
- Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm
Trình bày phương pháp chế tạo mẫu và các phương pháp khảo sát cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi, tính chất điện và tính chất từ của vật liệu chế tạo được.
- Chương 3 : Kết quả và thảo luận
Trình bày những kết quả chế tạo mẫu, nghiên cứu cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi, tính chất điện và tính chất từ của mẫu đã chế tạo và đưa ra những nhận xét, giải thích kết quả.
- Kết luận
Tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn.
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
Chương 1: VẬT LIỆU PEROVSKITE
1.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite ABO3
1.1.1 Vật liệu ABO3 thuần
Hợp chất perovskite ABO3 thuần có cấu trúc tinh thể lý tưởng như hình 1.1a. Ô mạng cơ sở là hình lập phương tâm khối với các thông số mạng a=b=c và .
Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của perovskite ABO3 thuần.
Ở đây cation A nằm tại các mặt của hình lập phương, còn cation B có bán kính nhỏ hơn nằm tại tâm của hình lập phương. Cation B được bao quanh bởi 8 cation A và 6 anion Ôxy, còn quanh mỗi vị trí A có 12 anion Ôxy như ở hình 1.1a, cấu trúc tinh thể của hợp chất perovskite còn có thể mô tả dưới dạng sắp xếp các bát diện BO6 như hình 1.1b, với cation B nằm ở hốc của bát diện BO6, còn các anion O2- nằm ở đỉnh của bát diện BO6. Từ hình 1.1b, các góc B-O-B bằng 1800 và độ dài liên kết B-O bằng nhau theo mọi phương. Bát diện FeO6 này ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất điện và tính chất từ của vật liệu.
Hình 3.15 Đường cong ln (T) của hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3 nung thiêu kết ở 12500C , x = 0.35(a , b) và x = 0.55 (c)
- Mẫu y =0.35:
+ Đường ln ~T-1 tuyến tính trong khoảng 434K-455K.
+ Đường ln ~T-1/4 tuyến tính trong khoảng 458K-503K.
- Mẫu y =0.35:
+ Đường ln ~T-1 tuyến tính trong khoảng 442K-449K và 491K-550K.
KẾT LUẬN
1. Chế tạo thành công vật liệu khối La1-y¬NdyFeO3 và La1-x¬YxFeO3 (x, y = 0; 0.15; 0.25; 0.35; 0.45; 0.55; 1) bằng phương pháp gốm. Các mẫu chế tạo có cấu trúc orthorhombic.
2. Cả hai hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 đều bị méo mạng khi tăng nồng độ pha tạp Nd và Y. Tuy nhiên khi pha tạp Y vào LaFeO3, méo mạng mạnh hơn so với trường hợp pha Nd. Sự méo mạng đã gây nên sự bất thường tính chất từ và điện trong các mẫu nghiên cứu.
3. Các mẫu của cả hai hệ La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 đều thể hiện tính sắt từ do tương tác siêu trao đổi. Với trật tự ferit từ và phản sắt từ nghiêng (canted-antiferromagnetic). Hệ La1-y¬NdyFeO3 có đường trễ ở 5K dựng đứng hơn so với các đường trễ ở 100K-300K. Hệ La1-x¬YxFeO3 có các đường trễ vuông góc các khác với các đường trễ thông thường của hệ La1-y¬NdyFeO3. Xuất hiện điểm bất thường trên đường trễ tại trường tới hạn Hcritical.
4. Cả hai hệ mẫu La1-y¬NdyFeO3, La1-x¬YxFeO3 có điện trở suất rất cao như điện môi (cỡ 106-108Ω.cm) và lần đầu tiên quan sát được hiện tượng chuyển tính dẫn: kim loại- bán dẫn trong khoảng nhiệt độ phòng đến 450K. Trong khoảng nhiệt độ 450K-600K, các mẫu có tính dẫn như bán dẫn và theo quy luật mô hình lân cân gần nhất (Arrhenius): và mô hình khoảng nhảy biến thiên (VRH) với mũ p khác nhau: .
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: