Nghiên cứu chế tạo và tính chất từ của hạt nano FePd Trương Thành Trung Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn; Mã số 60 44 01 04 Người hướng dẫn:
Trang 1Nghiên cứu chế tạo và tính chất từ của hạt
nano FePd Trương Thành Trung
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn; Mã số 60 44 01 04
Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Nam
Năm bảo vệ: 2013
Abstract Tổng quan - Trình bày sơ lược về hệ hợp kim của hai nguyên tố Fe-Pd, một
số đặc trưng trong cấu trúc tinh thể ảnh hưởng đến tính chất từ của hệ vật liệu này Trình bày phương pháp chế tạo mẫu, các thiết bị thực nghiệm được sử dụng để nghiên cứu các tính chất của hệ mẫu Fe-Pd được chế tạo Đưa ra những kết luận cơ bản và
khái quát nhất thu được trên đối tượng nghiên cứu của luận văn
Keywords Vật lý chất rắn; Hạt nano; Tính chất từ
Content
MỞ ĐẦU
Trong lĩnh vực khoa học và công nghệ nano thì vật liệu nano luôn là một nhánh nghiên cứu dành được sự quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học do những đặc điểm và tính chất mới lạ so với các vật liệu thông thường Có ba nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt này Thứ nhất là tác động của các hiệu ứng lượng tử khi vật liệu có kích thước nano Các vật liệu nano không tuân theo quy luật vật lý cổ điển nữa, thay vào đó là các quy luật vật lý lượng
tử mà hệ quả quan trọng là các đại lượng vật lý bị lượng tử hóa Thứ hai là hiệu ứng bề mặt: kích thước của vật liệu càng giảm thì phần vật chất tập trung ở bề mặt chiếm một tỷ lệ càng lớn, hay nói cách khác là diện tích bề mặt tính cho một đơn vị khối lượng càng lớn Cuối cùng
là hiệu ứng tới hạn, xảy ra khi kích thước của vật liệu nano đủ nhỏ để so sánh với các kích thước tới hạn của một số tính chất Chính ba yếu tố này đã tạo ra sự thay đổi lớn về tính chất của vật liệu nano Và cũng vì vậy, vật liệu nano thu hút được sự nghiên cứu rộng rãi nhằm tạo ra các vật liệu có những tính chất ưu việt với mong muốn ứng dụng chúng để chế tạo ra các sản phẩm mới có tính năng vượt trội phục vụ trong nhiều lĩnh vực và mục đích khác nhau
Trong thời đại ngày nay, công nghệ nano là hướng nghiên cứu đang thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học cũng như các nhà đầu tư công nghiệp bởi ứng dụng
Trang 2to lớn của nó trong sản suất các thiết bị ứng dụng trong công nghiệp, chế tạo các thiết bị điện
tử Các thiết bị ứng dụng công nghệ nano ngày càng nhỏ hơn, chính xác hơn, thể hiện độ tinh xảo ưu việt hơn hẳn các thiết bị với công nghệ micro trước đó
Trong những năm gần đây một số vật liệu từ cứng đã được đưa vào nghiên cứu, chế tạo, có cấu trúc pha L10 như hợp kim FePt, CoPt, FePd… với dị hướng từ tinh thể lớn (FePt:
Ku=6,6-10 x 107 erg/cm3, CoPt: Ku=4,9x107 erg/cm3 và FePd: Ku=1,8x107 erg/cm3) [4] Do đó, các hạt nano trên có thể được sử dụng để chế tạo các vật liệu ghi từ mật độ cao
Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp này chúng tôi tiến hành:
“Nghiên cứu chế tạo và tính chất từ của hạt nano FePd”
Mục đích của luận văn:
- Chế tạo hạt nano FePd theo các tỷ lệ thành phần khác nhau bằng phương pháp hóa siêu âm
- Nghiện cứu chuyển pha bất trật tự - trật tự cấu trúc tứ giác tâm mặt (fct) L1o kéo theo tính từ cứng thể hiện rõ rệt với Hc lớn
- Nghiên cứu tính chất từ của hạt nano FePd trong vật liệu chế tạo được
Phương pháp nghiên cứu:
Khóa luận được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm Các mẫu sử dụng trong khóa luận được chế tạo bằng phương pháp hóa siêu âm Cấu trúc hình thái, của mẫu được kiểm tra bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction-XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua TEM (transmission electron microscopy) Xác định thành phần của mẫu bằng máy đo EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) Tính chất từ được tiến hành trên hệ từ kế mẫu rung VSM (Vibrating Sample Magnetometer), hệ đo các tính chất vật lý PPMS (Physical Property Measurement System) Các phép đo trên được thực hiện tại Trung tâm khoa học vật liệu – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Hà Nội và Trung tâm Nano
và Năng lượng – Đại học Quốc gia Hà Nội
Bố cục của khóa luận:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan - Trình bày sơ lược về hệ hợp kim của hai nguyên tố Fe-Pd, một
số đặc trưng trong cấu trúc tinh thể ảnh hưởng đến tính chất từ của hệ vật liệu này
Chương 2: Thực nghiệm – Trình bày Phương pháp chế tạo mẫu, các thiết bị thực nghiệm được sử dụng để nghiên cứu các tính chất của hệ mẫu Fe-Pd được chế tạo
Chương 3: Kết quả và thảo luận - Những kết luận cơ bản và khái quát nhất thu được trên đối tượng nghiên cứu của luận văn
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Trang 3Reference
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt:
[1] Thân Đức Hiền, Lưu Tấn Tài, Từ học và vật liệu từ, Nhà xuất bản Bách khoa-Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Long , Vật lý chất rắn, Nhà xuất bản ĐHQGHN, 2007
[3] Lê Văn Vũ, Giáo trình cấu truc và phân tích cấu trúc vật liệu, ĐHQGHN, 2004
Tài liệu tiếng Anh:
[4] Keita Watanabe, Hiroaki Kura, Tetsuya Sato, Science and Technology of Advanced Materials 7 (2006) 145
[5] Lee D, Hilton J S, Liu S, Zhang Y, Hadjipanayis G C and Chen C H 2003 IEEE Trans Magn 39 2947
[6] Chang C W, Chang H W, Chiu C H and Chang W C 2005 J Appl Phys.97 10N117
[7] T Massalski, ed., Binary Alloy Phase Diagrams, ASM international, 1990
[8] P.Caro, A Cebollada, F Brions and J.G Na, Appl Phys Lett 78 (2001) 4001, Hernando, J Apll Phys 81 (1997) 5050
[9] P Caro, A Cebollada, D Revalosona, J Tamayo, R Gracia, and F Briones, Acta mater
46 (1998) 2299
[10] K Barmak, J Kim, S Sell, E.B Svedberg and J.K Hward (2002), “Calorimetric
studies β the A1 to L1 0 transformation in FePt and CoPt thinfilms”, Appl Phys, Lett 80 (20)
4268
[11] K S Suslick, The Chemistry of ultrasound trong Encyclopaedia Britannica, Chicago
(1994) 138- 155
[12] Shishou Kang, Zhiyng Jia, David E Nikles and J.W Harrell, J Appl Phys 95 (2004)
1415
[13] B.E Warren, X-ray diffraction, 1st ed., Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Co.,
1969
[14] Nguyen Hoang Nam, Nguyen Thi Thanh Van, Nguyen Dang Phu, Tran Thi Hong,
Nguyen Hoang Hai and Nguyen Hoang Luong, J Nanomater 2012 (2012) 801240