Trên thế giới, vật liệu nano đang được nghiên cứu và ứng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như y học, điện tử, may mặc, thực phẩm v.v.... Trong lĩnh vực khoa học vật liệu thì vật liệu na
Trang 1THÔNG TIN VỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ
1 Họ và tên học viên: Trần Xuân Hoàng 2 Giới tính: Nam
3 Ngày sinh: 14/10/1987 4 Nơi sinh: Bình Lục – Hà Nam
5 Quyết định công nhận học viên số: 3484/QĐ – CTSV ngày14 tháng 9 năm 2012
6 Các thay đổi trong quá trình đào tạo:
7 Tên đề tài luận văn:
“Cấu trúc tinh thể và tính chất từ của các mẫu hạt nano Y 3-x Gd x Fe 5 O 12 ”
10 Cán bộ hướng dẫn khoa học:
- PGS.TS Nguyễn Phúc Dương, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Gs.TS Lưu Tuấn Tài, Trường Đại học Khoa học tự nhiên – ĐHQGHN
11 Tóm tắt các kết quả của luận văn:
Công nghệ nano là một trong những công nghệ tiên tiến bậc nhất hiện nay Trên thế giới, vật liệu nano đang được nghiên cứu và ứng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như y học, điện tử, may mặc, thực phẩm v.v
Trong lĩnh vực khoa học vật liệu thì vật liệu nano từ đặc biệt là các hệ hạt
pherit đang được nghiên cứu mạnh mẽ về các khía cạnh tính chất cơ bản cũng như các khả năng ứng dụng mới Khi đạt kích thước nano met các vật liệu này có những tính chất từ đặc biệt và ưu việt hơn so với vật liệu khối và được ứng dụng trong công nghệ hiện đại như ghi từ mật độ cao, y sinh học, năng lượng, điện tử viễn thông Phần lớn các ứng dụng đều khai thác ưu điểm kích thước hạt nhỏ, có tính chất siêu thuận từ và độ ổn định hóa học
Vật liệu pherit ganet có điện trở suất cao, tổn thất điện môi và dòng dò thấp,
độ ổn định hóa học cao Vật liệu này được biết đến với nhiều ứng dụng trong thực
tế như chế tạo linh kiện cao tần, linh kiện truyền dẫn tín hiệu, dẫn truyền thuốc, nhiệt trị ung thư, ứng dụng để tổng hợp ra chất lỏng từ và sử dụng rộng rãi trong công nghệ ghi từ mật độ cao… Mỗi ứng dụng yêu cầu các hạt nano từ tính phải có những tính chất khác nhau Để thay đổi các tính chất điện, tính chất từ và cấu trúc của mẫu pherit ganet nguyên chất người ta có thể đi theo hai hướng Hướng thứ
Trang 2nhất là lựa chọn công nghệ chế tạo mẫu phù hợp Hướng thứ hai được áp dụng nhiều hơn và hiệu quả hơn đó là bằng cách pha tạp, thêm các ion phi từ tính hay có
từ tính vào trong pherit ganet ta có thể chế tạo được các vật liệu pherit có tính chất như mong muốn
Trong khuôn khổ của luận văn này, tôi tiến hành tổng hợp hạt nano pherit ganet Y3-xGdxFe5O12 bằng phương pháp sol- gel, nghiên cứu cấu trúc tinh thể và tính chất từ của vật liệu
Cấu trúc tinh thể và pha của các mẫu hạt Y3-xGdxFe5O12 chế tạo theo phương pháp sol – gel được nghiên cứu qua phổ nhiễu xạ tia X và so sánh với phổ chuẩn
12063 – 5 – 68 Tiến hành đo phổ nhiễu xạ tia X các mẫu hạt Y3-xGdxFe5O12 sau khi
ủ ở nhiệt độ 8000c ta thu được kết quả như trong hình 3.2 Theo kết quả nhiễu xạ tia
X, các mẫu hoàn toàn đơn pha với các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng cho cấu trúc ganet tại các mặt phản xạ (400), (420), (422), (521), (532), (444), (640), (642), (800), (840), và (842) phù hợp với phổ chuẩn Các đỉnh nhiễu xạ mở rộng, chứng tỏ các mẫu ở kích thước nano met Giản đồ nhiễu xạ tia X cũng chỉ ra sự giảm góc nhiễu
xạ khi tăng nồng độ Gd pha tạp
Ảnh chụp FESEM của các mẫu hạt nano Y3-xGdxFe5O12 (x = 1 và 2) Kết quả cho thấy kích thước hạt cỡ khoảng 30 – 70 nm Các mẫu hạt ứng với x = 0 và 3
cũng cho các kết quả tương tự Kích thước tinh thể trung bình tính theo công thức
(2.7) nằm trong dải kích thước quan sát được bặng ảnh FESEM
Kết luận:
- Chế tạo thành công các hạt Y3-xGdxFe5O12 đơn pha có kích thước nanomet bằng phương pháp sol- gel
-Sự hình thành pha, cấu trúc tinh thể, kích thước và hình thái hạt của các mẫu
đã được nghiên cứu cho thấy:
Các mẫu ủ nhiệt ở 8000C trong 5 giờ hoàn hoàn đơn pha
Khi thay thế ion Y3+ bằng ion Gd3+, hằng số mạng tinh thể tăng do ion Gd3+
có bán kính lớn hơn iôn Y3+ Mật độ khối lượng của các hạt tăng theo nồng
độ Gd thay thế
Trang 3- Các tính chất từ cho thấy sự ảnh hưởng mạnh bởi sự thay thế iôn Gd3+ vào ion
vị trí ion Y3+trong phân mạng c của cấu trúc ganet Sự thay thế này dẫn đến mômen
từ tổng bị triệt tiêu tại các điểm nhiệt độ bù trừ thấp hơn nhiệt độ Curie
- Những kết quả này là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo để làm sáng tỏ sự ảnh hưởng của công nghệ chế tạo đến sự phân bố ion, tính chất từ nội tại cũng như vai trò của tương tác giữa các hạt lên tính chất từ của hệ
12 Khả năng ứng dụng trong thực tiễn: Nhiệt trị ung thư, chế tạo linh kiện cao tần, thong tin truyền thông…
13 Những hướng nghiên cứu tiếp theo:
14 Các công trình đã công bố có liên quan đến luận văn:
Ngày tháng năm
Học viên
(Kí và ghi rõ họ tên)
Trang 4INFORMATION ON MASTER’THESIS
3 Date of birth: 14/10/1987 4 Place of birth: Ha nam
5 Admission decision number: 3484/QĐ – KHTN - CTSV Dated: 14/09/2012
6 Changes in academic process:
7 Official thesis title:
10 Supervisors: Dr Nguyen Phuc Duong – Hanoi University of Science and Technology
Prof Luu Tuan Tai – Ha Noi University of Sicence – VNU
11 Summary of the finding of the thesis:
Nanotechnology is one of the most advanced technology available today Worldwide, the nanomaterials being studied and applications in many areas of life, such as medicine, electronics, apparel, food etc
In the field of material science, the nano materials in particular from the systems being studied pherit county strongly about aspects of the basic properties as well as the possibilities for new applications When you reach the nanometer sized materials have special properties and advantages from Vietnam than bulk materials and applications in modern technology such as high-density magnetic recording, biomedicine, energy, electricity electronic communications Most applications are exploiting the advantages small particle size, superparamagnetic nature and chemical stability
Within the framework of this thesis, I conducted nanoparticle synthesis pherit ganet Y3-xGdxFe5O12 by sol – gel method, study the crystal structure and magnetic properties of materials
The crystal structure and phase of the seed sample Y3-xGdxFe5O12
manufactured by the method of sol - gel being studied through X-ray diffraction and compared with standard spectra 12063-5- 68 Conducting XRD spectrometer Y
Trang 53-xGdxFe5O12 seed samples after annealing at temperatures of 8000C we obtain results
as shown in Figure 3.2 As a result of X-ray diffraction, the complete application form is mixed with characteristic diffraction peaks for ganet structure at the reflecting surface (400), (420), (422), (521), (532), (444), (640), (642), (800), (840) and (842) in accordance with universal standards The diffraction peak expansion, suggesting the sample at nanometer size XRD schema also indicates the diffraction angle decreased with increasing concentrations of Gd doping
Photographs of the specimen nanoparticles FESEM Y3-xGdxFe5O12 (x = 1 and 2) Results showed that the size particle size of about 30-70 nm The seed samples with x = 0 and 3 also give similar results The average crystallite size calculated by the formula (2.7) in the size range observed pound FESEM
Conclusions:
- The creation of particles Y3-xGdx Fe5O12 single nanometer-scale phase
by sol- gel method
- The Phase formation, crystal structure, particle size and morphology of the samples was studied to see:
• The sample annealed at 8000C for 5 hours monophasic superb finish
• When replacing the Y3+ ions by ion Gd3+, lattice constants increased by ion Gd3+
ions have a larger radius of Y3+ Mass density of particles increases with the concentration of Gd instead
- The magnetic properties showed a strong influence by the Gd3 + ions substitute at Y3+ ion position in distribution of structured networking c ganet
This substitution resulted in suppressed net magnetic moment in the clearing point temperature lower than the Curie temperature
- These results are the basis for further studies to clarify the effects of manufacturing technologies to the distribution of ions, from the intrinsic properties
as well as the role of the interaction between particles on magnetic properties system
12 Practical applicability: Heat treatment of cancer, high-frequency components manufacturing, media information
Trang 613 Further research directions:
14 Thesis-related publications:
Date:
Signature:
Full name: Tran Xuan Hoang