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 hoặc 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 khổng lồ (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 hoặc 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 hoặc 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 tôi 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

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