Nghiên cứu một số vật liệu từ nano dựa trên graphene
Số trang: 12
Loại file: pdf
Dung lượng: 1.28 MB
Lượt xem: 14
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Dựa trên lí thuyết phiếm hàm mật độ, nghiên cứu cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của một số vật liệu từ nano dựa trên graphene. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nano graphene có thể kết hợp với một số nguyên tử như H, O, N và S để tạo thành các phân tử từ tính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số vật liệu từ nano dựa trên graphene 132 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ NANO DỰA TRÊN GRAPHENE Nguyễn Anh Tuấn1(1)Lưu Thị Hậu2, Nguyễn Văn Thành2 1 Trường Đại học Thủ ñô Hà Nội 2 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tóm tắtắt: Dựa trên lí thuyết phiếm hàm mật ñộ, chúng tôi ñã nghiên cứu cấu trúc hình học, cấu trúc ñiện tử và tính chất từ của một số vật liệu từ nano dựa trên graphene. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nano graphene có thể kết hợp với một số nguyên tử như H, O, N và S ñể tạo thành các phân tử từ tính. Tuy nhiên, khi các phân tử này kết cặp với nhau ñể tạo thành dạng dimer thì hình thành tương tác phản sắt từ do sự phủ lấp trực tiếp của các trạng thái π giữa các phân tử. Hệ quả là mô men từ tổng cộng ở dạng dimer bằng 0. Để tránh sự phủ lấp trực tiếp giữa các trạng thái π của các phân tử từ tính, vật liệu có cấu trúc bánh kẹp với một phân tử phi từ xen giữa hai phân tử từ tính ñã ñược nghiên cứu. Bằng phương pháp này, nhiều vật liệu dựa trên graphene có cấu trúc sắt từ ñã ñược thiết kế. Những kết quả này góp phần ñịnh hướng cho việc tổng hợp các vật liệu từ dựa trên graphene mới có từ ñộ lớn và nhiệt ñộ trật tự từ cao. khoá vật liệu từ d0, tương tác trao ñổi, khoa học vật liệu tính toán, dịch chuyển ñiện Từ khoá: tích, nam châm hữu cơ. 1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần ñây, thế giới chứng kiến sự phát triển bùng nổ của khoa học và công nghệ vật liệu. Điều ñó ñã ñem lại những bước ñột phá lớn trong mọi mặt của cuộc sống. Các linh kiện và thiết bị ñiện tử ngày càng nhỏ gọn, tốc ñộ ngày càng cao và thân thiện với người sử dụng. Trong ñó phải kể ñến sự phát triển của vật liệu từ. Đầu tiên phải kể ñến các vật liệu từ truyền thống, ñó là các kim loại chuyển tiếp, ñất hiếm và các hợp chất của chúng. Vật liệu từ truyền thống ñóng một vai trò quan trọng trong xã hội ngày nay, chiếm thị phần hàng chục tỉ ñô la mỗi năm. Tuy nhiên, với ñòi hỏi ngày một cao về việc rút gọn kích thước, tăng mật ñộ lưu trữ thông tin và tốc ñộ xử lí của các linh kiện ñiện tử thì trong nhiều trường hợp các vật liệu từ truyền thống không còn ñáp ứng ñược nữa, vì dị hướng từ của chúng biến mất khi kích thước của chúng bị thu nhỏ do hiệu ứng siêu thuận từ. (1) Nhận bài ngày 14.8.2016; gửi phản biện và duyệt ñăng ngày 15.9.2016 Liên hệ tác giả: Nguyễn Anh Tuấn; Email: natuan@hnmu.vn TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 8/2016 133 Để giải quyết vấn ñề này một lớp vật liệu từ mới ñã ñược tìm ra và ñược gọi là nam châm ñơn phân tử [1-3]. Đó là các phân tử bao gồm một vài nguyên tử kim loại chuyển tiếp, ñất hiếm và một số nguyên tử phi kim. Các phân tử này có kích thước chỉ một vài nano mét nhưng lại có nhiều tính chất từ rất ñặc biệt và mở ra nhiều triển vọng mới về ứng dụng như lưu trữ thông tin ở cấp ñộ phân tử, tính toán lượng tử… Gần ñây, các nhà khoa học lại tìm ra những loại vật liệu từ mà chúng ñược tạo thành từ các nguyên tố phi từ [4-15]. Điều làm cho các nhà khoa học sửng sốt ở ñây là từ tính của chúng ñược hình thành hoàn toàn từ các trạng thái s và p của ñiện tử, không hề có sự ñóng góp của các trạng thái d cũng như f. Nên chúng ñược gọi là vật liệu từ d0. Vật liệu từ d0 là một vấn ñề nghiên cứu mới có ý nghĩa quan trọng cả về phương diện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Vật liệu từ d0 ñem lại sự hiểu biết vô cùng mới mẻ về từ tính của vật liệu cùng với những tiềm năng ứng dụng vô cùng to lớn trong lĩnh vực ñiện tử học spin và những ứng dụng trong y sinh. Trong lớp vật liệu mới này có nhiều hệ ñược cấu thành hoàn toàn từ các nguyên tố phi kim như O, N, C và H rất thân thiện với môi trường và cơ thể sống. Như chúng ta ñã biết các bon không chỉ ñược biết ñến như là nguyên tố của sự sống mà ngày càng có nhiều loại vật liệu tiên tiến với những cấu trúc và tính năng ñặc biệt ñược làm từ các bon như fullerence, ống nano các bon, graphene… Đặc biệt là từ các bon cũng có thể chế tạo ñược các vật liệu từ thế hệ mới [4-15]. Việc phát hiện ra các vật liệu từ không chứa kim loại ñược làm từ các bon mở ra một lĩnh vực mới trong nghiên cứu và hứa hẹn sẽ mạng ñến những ñột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ [6,7]. Trong tương lai không xa các nam châm và linh kiện ñiện tử nhẹ và dẻo như nhựa nhưng thân thiện với môi trường và sự sống sẽ trở nên quen thuộc với chúng ta. Nghiên cứu về cơ chế hình thành mômen từ ñịnh xứ và trật tự từ xa trong các vật liệu từ dựa trên các bon là vấn ñề cốt yếu ñể ph ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số vật liệu từ nano dựa trên graphene 132 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ NANO DỰA TRÊN GRAPHENE Nguyễn Anh Tuấn1(1)Lưu Thị Hậu2, Nguyễn Văn Thành2 1 Trường Đại học Thủ ñô Hà Nội 2 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Tóm tắtắt: Dựa trên lí thuyết phiếm hàm mật ñộ, chúng tôi ñã nghiên cứu cấu trúc hình học, cấu trúc ñiện tử và tính chất từ của một số vật liệu từ nano dựa trên graphene. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nano graphene có thể kết hợp với một số nguyên tử như H, O, N và S ñể tạo thành các phân tử từ tính. Tuy nhiên, khi các phân tử này kết cặp với nhau ñể tạo thành dạng dimer thì hình thành tương tác phản sắt từ do sự phủ lấp trực tiếp của các trạng thái π giữa các phân tử. Hệ quả là mô men từ tổng cộng ở dạng dimer bằng 0. Để tránh sự phủ lấp trực tiếp giữa các trạng thái π của các phân tử từ tính, vật liệu có cấu trúc bánh kẹp với một phân tử phi từ xen giữa hai phân tử từ tính ñã ñược nghiên cứu. Bằng phương pháp này, nhiều vật liệu dựa trên graphene có cấu trúc sắt từ ñã ñược thiết kế. Những kết quả này góp phần ñịnh hướng cho việc tổng hợp các vật liệu từ dựa trên graphene mới có từ ñộ lớn và nhiệt ñộ trật tự từ cao. khoá vật liệu từ d0, tương tác trao ñổi, khoa học vật liệu tính toán, dịch chuyển ñiện Từ khoá: tích, nam châm hữu cơ. 1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần ñây, thế giới chứng kiến sự phát triển bùng nổ của khoa học và công nghệ vật liệu. Điều ñó ñã ñem lại những bước ñột phá lớn trong mọi mặt của cuộc sống. Các linh kiện và thiết bị ñiện tử ngày càng nhỏ gọn, tốc ñộ ngày càng cao và thân thiện với người sử dụng. Trong ñó phải kể ñến sự phát triển của vật liệu từ. Đầu tiên phải kể ñến các vật liệu từ truyền thống, ñó là các kim loại chuyển tiếp, ñất hiếm và các hợp chất của chúng. Vật liệu từ truyền thống ñóng một vai trò quan trọng trong xã hội ngày nay, chiếm thị phần hàng chục tỉ ñô la mỗi năm. Tuy nhiên, với ñòi hỏi ngày một cao về việc rút gọn kích thước, tăng mật ñộ lưu trữ thông tin và tốc ñộ xử lí của các linh kiện ñiện tử thì trong nhiều trường hợp các vật liệu từ truyền thống không còn ñáp ứng ñược nữa, vì dị hướng từ của chúng biến mất khi kích thước của chúng bị thu nhỏ do hiệu ứng siêu thuận từ. (1) Nhận bài ngày 14.8.2016; gửi phản biện và duyệt ñăng ngày 15.9.2016 Liên hệ tác giả: Nguyễn Anh Tuấn; Email: natuan@hnmu.vn TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 8/2016 133 Để giải quyết vấn ñề này một lớp vật liệu từ mới ñã ñược tìm ra và ñược gọi là nam châm ñơn phân tử [1-3]. Đó là các phân tử bao gồm một vài nguyên tử kim loại chuyển tiếp, ñất hiếm và một số nguyên tử phi kim. Các phân tử này có kích thước chỉ một vài nano mét nhưng lại có nhiều tính chất từ rất ñặc biệt và mở ra nhiều triển vọng mới về ứng dụng như lưu trữ thông tin ở cấp ñộ phân tử, tính toán lượng tử… Gần ñây, các nhà khoa học lại tìm ra những loại vật liệu từ mà chúng ñược tạo thành từ các nguyên tố phi từ [4-15]. Điều làm cho các nhà khoa học sửng sốt ở ñây là từ tính của chúng ñược hình thành hoàn toàn từ các trạng thái s và p của ñiện tử, không hề có sự ñóng góp của các trạng thái d cũng như f. Nên chúng ñược gọi là vật liệu từ d0. Vật liệu từ d0 là một vấn ñề nghiên cứu mới có ý nghĩa quan trọng cả về phương diện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Vật liệu từ d0 ñem lại sự hiểu biết vô cùng mới mẻ về từ tính của vật liệu cùng với những tiềm năng ứng dụng vô cùng to lớn trong lĩnh vực ñiện tử học spin và những ứng dụng trong y sinh. Trong lớp vật liệu mới này có nhiều hệ ñược cấu thành hoàn toàn từ các nguyên tố phi kim như O, N, C và H rất thân thiện với môi trường và cơ thể sống. Như chúng ta ñã biết các bon không chỉ ñược biết ñến như là nguyên tố của sự sống mà ngày càng có nhiều loại vật liệu tiên tiến với những cấu trúc và tính năng ñặc biệt ñược làm từ các bon như fullerence, ống nano các bon, graphene… Đặc biệt là từ các bon cũng có thể chế tạo ñược các vật liệu từ thế hệ mới [4-15]. Việc phát hiện ra các vật liệu từ không chứa kim loại ñược làm từ các bon mở ra một lĩnh vực mới trong nghiên cứu và hứa hẹn sẽ mạng ñến những ñột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ [6,7]. Trong tương lai không xa các nam châm và linh kiện ñiện tử nhẹ và dẻo như nhựa nhưng thân thiện với môi trường và sự sống sẽ trở nên quen thuộc với chúng ta. Nghiên cứu về cơ chế hình thành mômen từ ñịnh xứ và trật tự từ xa trong các vật liệu từ dựa trên các bon là vấn ñề cốt yếu ñể ph ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Khoa học vật liệu tính toán Dịch chuyển điện tích Nam châm hữu cơ Phân tử từ Lí thuyết phiếm hàm mật độTài liệu có liên quan:
-
Đề kiểm tra tập trung bài số 1 môn Vật lí lớp 11 năm 2017-2018 - THPT Ngô Gia Tự - Mã đề 004
5 trang 17 0 0 -
Luận văn Thạc sĩ Quang học: Mô hình hóa hiện tượng SPR của các hạt nano kim loại
74 trang 15 0 0 -
66 trang 13 0 0
-
Ảnh hưởng của liên kết Spin quỹ đạo lên tính chất điện tử của MoS2 đơn lớp
5 trang 12 0 0 -
Ảnh hưởng của biến dạng và điện trường ngoài lên tính chất điện tử của đơn lớp HfSiSP2
5 trang 11 0 0 -
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu một số phân tử nam châm hữu cơ
49 trang 7 0 0