Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Nguyễn Thị Ly CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HẠT NANO PHERIT SPINEN NiY0,1Fe1,9O4 CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SOL - GEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 Nguyễn Thị Ly Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Nguyễn Thị Ly CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HẠT NANO PHERIT SPINEN NiY0,1Fe1,9O4 CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SOL – GEL Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt Mã số: Đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Phúc Dƣơng Hà Nội - 2014 Nguyễn Thị Ly Luận văn thạc sĩ khoa học LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Phúc Dương- người thầy hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Trong suốt trình học tập thực luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy Thầy không truyền thụ cho kiến thức khoa học quý gương sáng tinh thần nghiên cứu khoa học hăng say, nghiêm túc để noi theo Tôi xin cảm ơn Viện ITIMS -Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới NCS Lương Ngọc Anh anh chị nhóm Vật liệu Từ - Viện ITIMS nhiệt tình hỗ trợ đóng góp ý kiến chân thành quý giá cho luận văn Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến GS TS Lưu Tuấn Tài thầy, cô khoa Vật lý nói chung chuyên ngành Vật lý Nhiệt nói riêng trường Đại học Khoa học tự Nhiên truyền thụ cho kiến thức quý báu để có đủ khả hoàn thành luận văn Cuối cùng, không quên gửi lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè tôi- người động viên, giúp đỡ chia sẻ khó khăn với suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn xin chúc tất người sức khỏe, vui vẻ thành đạt sống Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ly Nguyễn Thị Ly Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU PHERIT SPINENError! Bookmark not defin 1.1.Tính chất pherit spinen dạng khối Error! Bookmark not defined 1.1.1.Cấu trúc tinh thể pherit spinen Error! Bookmark not defined 1.1.2.Tính chất từ pherit spinen Error! Bookmark not defined 1.1.2.1.Tương tác trao đổi pherit spinenError! Bookmark not defined 1.1.3.Lý thuyết trường phân tử pherit spinen có hai phân mạng từ.Error! Bookmar 1.2.Hạt pherit spinen có kích thước nanomet Error! Bookmark not defined 1.2.1.Các tính chất đặc trưng hạt nano pherit spinen.Error! Bookmark not defined 1.2.1.1 Mô hình lõi vỏ Error! Bookmark not defined 1.2.1.2 Dị hướng từ bề mặt Error! Bookmark not defined 1.2.1.3 Sự suy giảm mômen từ theo hàm Bloch.Error! Bookmark not defined 1.2.1.4 Hình thành cấu trúc đơn đômen Error! Bookmark not defined 1.2.1.5 Sự thay đổi nhiệt độ chuyển pha Curie.Error! Bookmark not defined 1.2.1.6 Hiện tượng siêu thuận từ Error! Bookmark not defined 1.2.2.Một số ứng dụng hạt nano pherit spinen.Error! Bookmark not defined 1.2.3 Những nghiên cứu hạt nano pherit niken có pha tạp.Error! Bookmark not def CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1.Phương pháp chế tạo hạt nano Error! Bookmark not defined 2.1.1.Giới thiệu phương pháp sol- gel Error! Bookmark not defined 2.1.2.Quy trình tổng hợp chế tạo mẫu phương pháp sol- gel.Error! Bookmark not 2.2.Các phương pháp khảo sát đo lường tính chất mẫu.Error! Bookmark not defined 2.2.1.Phương pháp nhiễu xạ tia X Error! Bookmark not defined 2.2.2.Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại Error! Bookmark not defined 2.2.3.Phương pháp kính hiển vi điện tử quét Error! Bookmark not defined 2.2.4.Máy quang phổ phát xạ liên kết cảm ứng plasma.Error! Bookmark not defined 2.2.5.Từ kế mẫu rung Error! Bookmark not defined Nguyễn Thị Ly Luận văn thạc sĩ khoa học CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1.Cấu trúc hạt nano NiFe2O4 NiY0,1Fe1,9O4.Error! Bookmark not defined 3.1.1 Kết đo nhiễu xạ tia X Error! Bookmark not defined 3.1.2 Kết phân tích phổ hồng ngoại- IR Error! Bookmark not defined 3.1.3 Kết phân tích ảnh SEM Error! Bookmark not defined 3.2.Tính chất từ hạt nano NiFe2O4 NiY0,1Fe1,9O4.Error! Bookmark not defined 3.2.1 Quá trình từ hóa Error! Bookmark not defined 3.2.2 Mômen từ tự phát phụ thuộc vào nhiệt độ- nhiệt độ Curie.Error! Bookmark not d 3.2.3 Nhiệt độ khóa Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 Nguyễn Thị Ly Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc tinh thể pherit spinen Error! Bookmark not defined Hình 2: Các kiểu tương tác trao đổi vật liệu từ.Error! Bookmark not defined Hình 3: Một vài dạng cấu hình xếp iôn mạng spinenError! Bookmark not defined Hình 4: Mômen từ phụ thuộc vào nhiệt độ pherit spinenError! Bookmark not defined Hình 5:Từ độ bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ pherit spinen Error! Bookmark not defined Hình 6: Momen từ bão hòa K pherit spinen.Error! Bookmark not defined Hình 7: Mô hình lõi vỏ Error! Bookmark not defined Hình 8: Cấu trúc đa đômen đơn đômen hạt từ.Error! Bookmark not defined Hình 9: Đường cong từ hóa vật liệu từ Error! Bookmark not defined Hình 10: Momen từ hướng theo trục dễ : T>TB, momen từ hướng theo từ trường TB[...]... điện từ cao tần và trong các thiết bị ghi quang từ Trong khuôn khổ của luận văn này, tôi tiến hành tổng hợp hạt nano pherit spinen NiY0,1Fe1,9O4 bằng phương pháp sol- gel, nghiên cứu cấu trúc tinh thể và tính chất từ của vật liệu Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn: Mẫu hạt nano pherit spinen NiY0,1Fe1,9O4 Mục tiêu nghiên cứu của luận văn:Nghiên cứu cấu trúc tinh thể và tính chất từ của hạt nano pherit spinen. .. Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài (2008) ,Từ học và vật liệu từ NXB ĐHBK HN 4 Nguyễn Thị Lan (2011) ,Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của pherit spinen có kích thước nanomet Luận án tiến sĩ KHVL, ITIMS 5 Nguyễn Phú Thùy (2003),Vật lí các hiện tượng từ NXB ĐHQG HN 6 Đỗ Hoàng Tú (2014) ,Chế tạo và nghiên cứu tính chất từ của pherit Ni-Zn có cấu trúc nano tinh thể chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa Luận văn Thạc... thiệu về phương pháp Sol- gel chế tạo vật liệu có kích thước nanomet và các phương pháp thực nghiệm sử dụng để nghiên cứu cấu trúc và tính chất từ của các mẫu hạt nano chế tạo được Chương 3:Kết quả và thảo luận Nguyễn Thị Ly 12 Luận văn thạc sĩ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Đức (2003),Vật liệu từ liên kim loại NXB ĐHQG HN 1 2 Nguyễn Hữu Đức (2008), Vật liệu từ cấu trúc nano và điện... văn thạc sĩ khoa học nhiều hơn và hiệu quả hơn đó là bằng cách pha tạp, thêm các ion phi từ tính hay có từ tính vào trong pherit niken ta có thể chế tạo được các vật liệu pherit có tính chất như mong muốn Sự pha tạp đất hiếm vào pherit niken có thể ảnh hưởng cấu trúc, tính chất từ và tính chất điện của vật liệu Chẳng hạn như trở kháng, độ cứng cơ học và độ ổn định hóa học của vật liệu Những thay đổi này... cuối cùng là tài liệu tham khảo Cụ thể cấu trúc của luận văn như sau: Mở đầu: Mục đích và lý do chọn đề tài Chương 1:Tổng quan về vật liệu pherit spinen Trong chương này tôi đã trình bày tổng quan về cấu trúc và tính chất từ của pherit spinen dạng khối, nêu lên các tính chất đặc trưng của vật liệu khi có kích thước nanomet và một số ứng dụng điển hình của hạt nano pherit spinen Nguyễn Thị Ly 11 Luận văn... chất từ của hạt nano pherit spinen NiY0,1Fe1,9O4 chế tạo bằng phương pháp sol- gel Phƣơng pháp nghiên cứu:Luận văn được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp với phân tích số liệu dựa trên các mô hình lý thuyết và kết quả thực nghiệm đã công bố Các mẫu nghiên cứu được chế tạo bằng phương pháp sol- gel tại viện ITIMS, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Bố cục của luận văn: Luận văn được trình bày... substituted nickel ferrite nanopowders, synthesized by the sol- gel method”,J Magn Magn Mater 323 (2011) 2997-3000 Nguyễn Thị Ly 14 Luận văn thạc sĩ khoa học 23 Peng Z (2011), “Effect of Pr3+ doping on magnetic and dielectric properties of Ni–Zn ferrites by „one-step synthesis”, J Magn Magn Mater., vol 323, no 20, pp 2513–2518 24 Pankhurst Q A (2003) “Application of magnetic nanoparticles in biomedicine”... ferrite Nanoparticles”,Magnetics Conference 26 Rezlescu N and Rezlescu E (1993), “The influence of Fe substitutions by R ions in a Ni-Zn Ferrite”, Solid State Commun., vol 88, no 2, pp 139–141 27 Restrepo J (2006), “Surface anisotropy in maghemite nanoparticles” Physica B, 384, pp 221 - 223 28 Sousa E C (2005), “Experimental evidence of surface effects in the magnetic dynamics behavior of ferrite nanoparticles”,Journal... Shinde A B (2013),“Cation distribution and micro level magnetic alignments in the nanosized nickel zinc ferrite”,Journal of Alloys and Compounds 546, pp 77 - 83 20 Kodama R H.(1999),“Atomic; scale magnetic modeling of oxide nanoparticles”,Physical Review B, 59, pp 6321 - 6356 21 Millan A (2007),“Surface effects in maghemite nanoparticles”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 312, L5 - L9 22 Mozaffari... 13 Berger L., Labaye Y., Tamine M (2008), “Ferromagnetic nanoparticles with strong surface anisotropy: Spin structures and magnetization processes”, Physical Review B, 77, p 104431 14 Cullity B D.(1972),“Introduction to Magnetic Materials”,Addinson Wesley, NewYork 15 Goya G (2003),“Static and dynamic magnetic properties of spherical magnetite nanoparticles”, Journal of Applied Physics, 94(5), pp 35203528