tailieunhanh - Khảo sát ảnh hưởng của sự pha tạp và nhiệt độ ủ lên quá trình hình thành pha cấu trúc và kích thước hạt của tinh thể PbTiO3

Trong nghiên cứu này, chúng tôi thay thế một phần cation Ti4 bằng một số nguyên tố kim loại chuyển tiếp tiêu biểu Fe3; Co2 và Ni2 và nghiên cứu sự ảnh hưởng của chúng cũng như nhiệt độ ủ mẫu lên sự hình thành cấu trúc mạng tinh thể cũng như hình thái hạt tinh thể của vật liệu. | JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci. 2014 Vol. 59 No. 1A pp. 72-79 This paper is available online at http KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHA TẠP VÀ NHIỆT ĐỘ Ủ LÊN QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHA CẤU TRÚC VÀ KÍCH THƯỚC HẠT CỦA TINH THỂ PbTiO3 Lê Thị Mai Oanh1 2 Đỗ Danh Bích Nguyễn Văn Minh 1 Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt. Vật liệu perovskite sắt điện PbTiO3 pha tạp một số kim loại chuyển tiếp được chế tạo thành công bằng phương pháp sol-gel. Sự biến đổi kích thước hạt và cấu trúc tinh thể của vật liệu được khảo sát thông qua ảnh hiển vi điện tử quét SEM và giản đồ nhiễu xạ tia X. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy khi thay thế một phần nguyên tố Ti trong tinh thể bằng một số nguyên tố kim loại chuyển tiếp Fe Ni Co tỉ số méo mạng tứ giác c a của tinh thể giảm. Sự giảm mạnh nhất xảy ra khi thay thế nguyên tố Fe và yếu nhất khi pha tạp nguyên tố Co. Tuy nhiên tỉ số c a lại tăng lên khi tăng nhiệt độ ủ mẫu. Từ các kết quả nghiên cứu chúng tôi xây dựng giản đồ hình thành pha cấu trúc của vật liệu PbTiO3 theo nồng độ pha tạp và theo nhiệt độ ủ mẫu. Kết quả phân tích ảnh hiển vi điện tử quét SEM cho thấy hạt tinh thể có dạng giả cầu với kích thước giảm dần khi tăng nồng độ pha tạp và tăng trở lại khi nhiệt độ ủ tăng. Nguyên nhân chủ yếu của sự biến đổi cấu trúc và kích thước hạt tinh thể được cho là do sự thay thế các ion có bán kính ion và cấu hình điện tử sai khác so với nguyên tố Ti của mạng gốc làm hạn chế sự hình thành pha cũng như sự phát triển của hạt tinh thể. Từ khóa PbTiO3 sắt điện sắt từ sol-gel tỉ số c a bán kính ion. 1. Mở đầu Vật liệu multiferroics là vật liệu chứa đồng thời hai hoặc nhiều hơn các tính chất ferroics là sắt điện sắt từ và sắt đàn hồi 1 . Sự tồn tại đồng thời của cả trật tự sắt điện và sắt từ trong vật liệu multiferroics mang đến hiệu ứng vật lí thú vị là hiệu ứng từ điện giúp cho vật liệu này có ứng dụng rộng rãi trong .