Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo vật liệu ñiện môi họ SrTi1-xMxO3 (M = Fe, Co, Ni) và nghiên một số tính chất của chúng

Mục tiêu của đề tài là chế tạo thành công các hệ vật liệu SrTi1-xMxO3 (M = Fe, Co, Ni) theo phương pháp sol-gel và phương pháp bốc bay xung laser; nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ các ion thay thế lên cấu trúc, tính chất điện từ và tính chất quang của vật liệu. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo vật liệu ñiện môi họ SrTi1-xMxO3 (M = Fe, Co, Ni) và nghiên một số tính chất của chúng BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI  ðOÀN THỊ THÚY PHƯỢNGCHẾ TẠO VẬT LIỆU ðIỆN MÔI HỌ SrTi1-xMxO3 (M = Fe, Co, Ni) VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI  ðOÀN THỊ THÚY PHƯỢNGCHẾ TẠO VẬT LIỆU ðIỆN MÔI HỌ SrTi1xMxO3 (M = Fe, Co, Ni) VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Vật Lý chất rắn Mã số: 62. 44. 07. 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Minh 2. PGS.TS. Lê Văn Hồng HÀ NỘI 2011 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất ñếnPGS.TS. Nguyễn Văn Minh và PGS.TS. Lê Văn Hồng, những người Thầy ñãtận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốtthời gian thực hiện luận án. Các Thầy thực sự là những nhà khoa học mẫumực, là tấm gương sáng ñể tôi phấn ñấu noi theo. Luận án này ñã ñược thực hiện nhờ sự tài trợ quí báu của quĩ Phát triểnKhoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), mã số ñề tài 103.06.14. Tôixin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ to lớn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Giáo dục và ðào tạo, trường ðại học Sưphạm Hà Nội, trường ðại học Giao thông Vận tải ñã tạo ñiều kiện thuận lợivề thời gian, tinh thần cũng như vật chất ñể tôi hoàn thành luận án. ðặc biệt, trong suốt thời gian thực hiện luận án, tôi luôn nhận ñược sựñộng viên giúp ñỡ của tập thể nghiên cứu khoa học thuộc Trung tâm Khoahọc & Công nghệ nano, trường ðại học Sư phạm Hà Nội, nhất là sự giúp ñỡnhiệt tình của NCS. Phùng Kim Phú, NCS. Nguyễn Cao Khang, cùng các họcviên cao học và các em sinh viên. ðó thực sự là những tình cảm hết sức quýbáu và chân thành mà tôi luôn ghi nhận. Tôi xin chân thành cảm ơn sự ñộng viên giúp ñỡ của tập thể nghiên cứukhoa học Phòng thí nghiệm các Vật liệu từ và siêu dẫn, phòng thí nghiệm Phổtán xạ Raman, Viện Khoa học Vật liệu-Viện Khoa học & Công nghệ ViệtNam. Nhân dịp này tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình tới các Thầy Côtrong tổ Vật lý Chất rắn - ðiện tử, trường ðại học Sư phạm Hà Nội ñã trangbị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu ñểtôi hoàn thành luận án này. ðặc biệt, tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhấttới Ths. Phạm Văn Hải, ñã giúp ñỡ tôi rất nhiều trong việc tính toán cấu trúcvùng năng lượng và mật ñộ trạng thái. Tôi cũng xin ñược cảm ơn sự quan tâmgiúp ñỡ và những lời ñộng viên, chia sẻ những khó khăn khi thực hiện luận áncủa các Thầy Cô trong bộ môn Vật lý, khoa Khoa học Cơ bản trường ðại họcGiao thông Vận tải. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn ñến những người thân trong giañình. Những lời ñộng viên, sự giúp ñỡ của gia ñình thực sự là những tình cảmvô giá, là nguồn ñộng lực tinh thần vô tận giúp tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, tháng 10 năm 2011 Tác giả ðoàn Thị Thúy Phượng LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dướisự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Minh và PGS.TS. Lê VănHồng. Các số liệu và kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực vàchưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Tác giả luận án ðoàn Thị Thúy Phượng 1 Mở ñầu Gần ñây các hợp chất có cấu trúc perovskite, ñặc biệt là hợp chất ABO3 (A =Sr, Ba, Pb, Ca và B = Ti, Zr), ñã ñược quan tâm nghiên cứu rộng rãi do các ứngdụng to lớn của chúng trong kỹ thuật và ñời sống. Vật liệu ABO3 thể hiện nhữngñặc tính rất thú vị như tính chất phát quang [15, 42, 84], tính chất sắt ñiện [20], tínhchất áp ñiện [46] và nhiều tính chất khác. Những vật liệu này cũng ñã ñược nghiêncứu nhằm ứng dụng làm tụ ñiện, biến trở, ñiện cực quang (photoelectrodes), bộ nhớsắt ñiện, cảm biến nhạy khí, v.v... [22, 27, 31, 33]. Trong họ vật liệu ABO3, vật liệu ñiện môi strontium titanate SrTiO3 (STO)ñược nghiên cứu nhiều hơn cả, nhất là sau khi khám phá ra tính chất sắt ñiện củachúng. Do hằng số ñiện môi khá cao, tăng dần khi làm lạnh và tổn hao sóng ngắnthấp nên hệ vật liệu này ñược ứng dụng trong các linh kiện cao tần, thiết bị sử dụngsóng ngắn, ñặc biệt là ở ñiều kiện nhiệt ñộ thấp [67]. Các nghiên cứu về STOthường tập trung vào việc pha tạp hoặc thay thế các ion kim loại vào vị trí Sr hoặcTi vì khi ñó, cấu trúc lập phương lý tưởng của vật liệu thường bị biến dạng, dẫn ñếnsự xuất hiện nhiều hiện tượng vật lý mới. Các công bố về sự thay thế các ion kim loại vào vị trí Sr trong vật liệu STO[11] cho thấy, khi các ion kim loại ñược thế vào vị trí Sr ñã làm mất trạng thái thuậnñiện của vật liệu. Bi thay thế cho Sr làm xuất hiện các mode phân cực và chuyểnpha sắt ñiện [5]. Khi La thay thế vào trong vật liệu Sr1-xLaxTiO3, trạng thái thuậnñiện bị khử mạnh, không có mode phân cực xuất hiện, ngoại trừ sự phân cực liênquan ñến khuyết thiếu Oxi [103]. Vật liệu SrTi1-xMxO3 thay thế kim loại chuyển tiếp M vào vị trí Ti ñược rấtnhiều tác giả quan tâm nghiên cứu [4, 48, 63, 76, 79, 81, 98]. Gần ñây, vật liệuSrTiO3 thay thế Fe cho Ti với nồng ñộ cao ñã ñược chế tạo thành công và ñưa vàoứng dụng ñể làm cảm biến ño nồng ñộ khí thải của các phương tiện giao thông [53,78]. Hầu hế ...