Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính chất cơ lý của vật liệu sắt điện ở kích thước nano mét

Mục đích nghiên cứu đề tài là xác định quy luật ảnh hưởng của biến dạng cơ học, nhiệt độ, kích thước, ảnh hưởng đồng thời của biến dạng và nhiệt độ đến tính phân cực của vật liệu sắt điện; Tạo và điều khiển xoáy phân cực đơn trong sợi nano và hạt nano sắt điện ứng dụng trong lưu trữ dữ liệu để giảm kích thước và tăng dung lượng bộ nhớ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính chất cơ lý của vật liệu sắt điện ở kích thước nano mét BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THẾ QUANGTÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU SẮT ĐIỆN Ở KÍCH THƯỚC NANO MÉT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THẾ QUANGTÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU SẮT ĐIỆN Ở KÍCH THƯỚC NANO MÉT Ngành: Cơ học Mã số: 9440109 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Đỗ Văn Trường Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn củaPGS.TS. Đỗ Văn Trường, thực hiện tại Bộ môn Cơ điện tử, Viện Cơ khí, Trường Đạihọc Bách Khoa Hà Nội. Các số liệu kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưatừng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, tháng 02 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS. Đỗ Văn Trường Trần Thế Quang i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đỗ Văn Trường, ngườithầy đã định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuậnlợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Thầy đã truyền cho tôi hứng thú vàniềm hạnh phúc lớn lao trong nghiên cứu và khám phá khoa học, biết vượt qua khókhăn để vươn tới, với tinh thần tận tụy với học trò và nghiêm túc trong nghiên cứukhoa học. Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy trong Bộ môn Cơ học vật rắn, Bộ mônCơ điện tử, Viện Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã động viên, chia sẻ,giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, vật chất cũng như tinh thần để tôi thựchiện luận án. Xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy trong Bộ môn cơ sở Thiết kế máy và Robot,đã động viên, giúp đỡ và chia sẻ nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong quá trình họctập và nghiên cứu. Trong suốt thời gian thực hiện luận án, tôi may mắn được tham gia vào một Labnghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu khoa học vật liệu và quốc tế (ICCMS), nơi màtôi học tập và nhiên cứu cùng với đội nhóm mạnh mẽ. Tôi muốn gửi lời cảm ơn đếnnhững người em, các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ và thảo luận đóng góp ý kiến cho luậnán. Tôi cũng mong muốn được cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã độngviên, giúp đỡ, quan tâm, hỗ trợ tôi trong công việc để tôi có điều kiện thực hiện luậnán. Cuối cùng, tôi xin gửi tới những người thân yêu trong gia đình nhỏ của tôi lòngbiết ơn sâu sắc. Sự động viên, hỗ trợ và hi sinh thầm lặng của bố mẹ, vợ con, anh emthực sự thể hiện những tình cảm vô giá, là nguồn động lực tinh thần vô cùng mạnhmẽ giúp tôi kiên trì vượt qua khó khăn, trở ngại để đi đến kết quả cuối cùng. Hà Nội, tháng 02 năm 2022 Nghiên cứu sinh Trần Thế Quang ii MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ iLỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. iiMỤC LỤC ................................................................................................................. iiiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... viDANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... xDANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ................................................................ xiMỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU SẮT ĐIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔPHỎNG ...................................................................................................................... 5 1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................... 5 1.2 Khái niệm và đặc điểm của vật liệu sắt điện ................................................ 6 1.2.1 Vật liệu sắt điện ................................................................................. 6 1.2.2 Cấu trúc tinh thể vật liệu sắt điện ...................................................... 7 1.2.3 Phân cực tự phát ................................................................................ 8 1.2.4 Miền phân cực sắt điện (Domain) ................................................... 10 1.2.5 Quá trình phân cực sắt điện ............................................................. 12 1.2.6 Đường cong điện trễ ........................................................................ 13 1.2.7 Nhiệt độ chuyển pha – nhiệt độ Curie ............................................. 15 1.2.8 Quan hệ giữa biến dạng và phân cực............................................... 16 1.3 Một số vật liệu sắt điện (ABO3) điển hình ................................................. 17 1.3.1 Chì titanate - PbTiO3 ....................................................................... 17 1.3.2 Chì Zirconate Titanate {Pb(ZrxTi1-x)O3, PZT}................................ 17 1.3.3 Chì Lanthanum Zirconate Titanate (PbLaZrTiO3 - PLZT) ............. 17 1.3.4 Chì Magnesium Niobate {Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 - PMN}..................... 18 1.3.5 Barium titanate (BaTiO3 - BTO) ... ...