tailieunhanh - Sự chuyển pha cấu trúc và tính chất quang - từ của vật liệu BaTiO3 pha tạp Mn

Vật liệu đa pha điện từ BaTi1-xMnxO3 (0,0 ≤ x ≤ 0,1) được chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Sự chuyển pha cấu trúc và tính chất quang-từ của vật liệu đã được khảo sát chi tiết. Kết quả cho thấy, khi Mn thay thế cho Ti, cấu trúc của vật liệu chuyển từ tứ giác (P4mm) sang lục giác (P63/mmc). | Nguyễn Chí Huy và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 185(09): 27 - 32 SỰ CHUYỂN PHA CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG – TỪ CỦA VẬT LIỆU BaTiO3 PHA TẠP Mn Nguyễn Chí Huy, Nguyễn Thị Ngọc Mai, Lại Thị Hải Hậu, Nguyễn Văn Đăng* Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Vật liệu đa pha điện từ BaTi1-xMnxO3 (0,0 ≤ x ≤ 0,1) được chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Sự chuyển pha cấu trúc và tính chất quang-từ của vật liệu đã được khảo sát chi tiết. Kết quả cho thấy, khi Mn thay thế cho Ti, cấu trúc của vật liệu chuyển từ tứ giác (P4mm) sang lục giác (P63/mmc). Sự xuất hiện của các mức tạp chất Mn kết hợp với các mức tạp do sự khuyết thiếu ôxy, sai hỏng mạng tạo nên sự chồng chập, mở rộng dải hấp thụ và làm dịch bờ hấp thụ về phía bước sóng dài. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng, các ion Mn3+ và Mn4+ đã thay thế cho ion Ti4+ trong cấu trúc tứ giác và lục giác của vật liệu BaTiO3, trong đó cấu trúc lục giác bắt đầu hình thành khi x = 0,01. Tất cả các mẫu đều thể hiện tính chất sắt từ yếu ở nhiệt độ phòng. Đặc trưng sắt từ của vật liệu tăng khi x tăng từ 0,0 tới 0,02 và giảm khi x ≥ 0,04. Chúng tôi cho rằng, tính chất sắt từ của vật liệu BaTi1-xMnxO3 có nguồn gốc từ những sai hỏng mạng và tương tác trao đổi giữa các ion Mn 3+ và Mn4+. Từ khóa: Vật liệu đa pha điện từ, Hấp thụ, Tính chất quang-từ MỞ ĐẦU* Vật liệu đa pha điện từ (multiferroics) hiện đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu vì chúng xuất hiện nhiều hiệu ứng vật lý phức tạp và hứa hẹn nhiều khả năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử đa chức năng [1-2]. Sự tích hợp đa trạng thái trật tự trên cùng một pha của vật liệu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu kích thước các thiết bị linh kiện điện tử. Nhờ khả năng chuyển hóa giữa năng lượng điện và năng lượng từ nên vật liệu multiferroics có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: chế tạo cảm biến điện từ có độ nhạy cao, bộ chuyển đổi cực nhanh, bộ lọc, phần tử nhớ nhiều trạng thái, sensor điện từ hoạt động ở nhiệt độ phòng, các ăng-ten, bộ lưu dữ liệu, .