Nghiên cứu chế tạo và ảnh hưởng của các ion pha tạp lên cấu trúc và các tính chất từ của yttri sắt ganet. (Study of synthesis..

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu chế tạo và ảnh hưởng của các ion pha tạp lên cấu trúc và các tính chất từ của yttri sắt ganet. (Study of synthesis..

1. THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ (Thông tin đưa lên trang web) Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo và ảnh hưởng của các ion pha tạp lên cấu trúc và các tính chất từ của yttri sắt ganet Ngành: Khoa học vật liệu Mã số: 9440122 Nghiên cứu sinh: Vũ Thị Hoài Hương Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Phúc Dương 2. TS Đào Thị Thủy Nguyệt Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN 1. Chế tạo thành công các hệ mẫu ytri pherit ganet pha tạp có kích thước nanomet trong đó các ion phi từ như Ca2+, V5+, In3+, Mg2+, Ce4+, Sn4+ được thay thế vào vị trí của ion Fe3+ trong phân mạng a và d bằng phương pháp sol – gel. 2. Vị trí của các cation thay thế cho Fe3+ được nghiên cứu trên phổ nhiễu xạ tia X nguồn Synchrotron và phân tích Rietveld cho thấy: Ion Ca2+ chiếm các phân mạng {c} và ion V5+ chủ yếu chiếm phân mạng (d) trong khi các ion In3+ nằm gần như hoàn toàn ở vị trí phân mạng [a]. 3. Sự có mặt của các ion pha tạp là nguyên nhân gây nên sự pha loãng từ trong phân mạng, dẫn đến phương của các spin trong các phân mạng đối diện bị lệch đi, ở vùng nhiệt độ cao, giá trị mômen từ tổng của hệ có sự thay đổi đáng kể. Sự có mặt của V5+ trong phân mạng (d) làm giảm giá trị momen từ trong khi các ion In3+ trong phân mạng [a] làm giá trị momen từ của YIG tăng lên theo nồng độ pha tạp. Giá trị các tích phân trao đổi Jij được cho rằng phụ thuộc vào sự định hướng tương đối của các spin lân cận nhau và phụ thuộc vào sự thay đổi mức độ xen phủ của các hàm sóng 3d của Fe với hàm sóng 2p của O khi xảy ra lệch mạng do sự có mặt của các ion pha tạp. Do đó, bằng việc làm khớp các kết quả thực nghiệm và mô hình lý thuyết trường phân tử trong đó có tính đến sự thay đổi của mức độ xen phủ hàm sóng, các tham số làm khớp Nij đã được xác định lại. 4. Sự thay đổi của tích phân trao đổi Jad dẫn đến sự thay đổi của giá trị của hằng số độ cứng sóng spin D – hằng số đặc trưng cho độ mạnh của tương tác trao đổi giữ cho các momen từ tổng cộng của các ô đơn vị song song với nhau. Các giá trị hằng số độ cứng D của các mẫu Y3Fe5-xInxO12 giảm dần khi nồng độ pha tạp x tăng lên. Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2021 T/ M Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS. TS Nguyễn Phúc Dương Vũ Thị Hoài Hương
2. INFORMATION ON NEW CONCLUSIONS OF DOCTORAL THESIS (Information will be posted on the website ) Name of Thesis: Study of synthesis and effect of substituted ions on the structure and magnetic properties of yttrium iron garnet Specialization: Materials science Code No: 9440122 Name of PhD. Student: Vu Thi Hoai Huong Advisors: 1. Assoc. Prof. Dr Nguyen Phuc Duong 2. Dr. Dao Thi Thuy Nguyet Training Institution: Hanoi University of Science and Technology Summary of new conclusion of the Thesis 1. The nanoparticle of ytrium ferrite garnet samples were successfully synthesis by sol - gel method, in which non-magnetic ions such as Ca2+, V5+, In3+, Mg2+, Ce4+, Sn4+ are replaced on Fe3+ ion vacations in the a and d sublattice. 2. The studies based on Synchrotron X-ray diffraction patterns and Rietveld analysis show the cation distribution in ganet pherite sublattices: Ca2+ ions join in {c} sublatice, V5+ ions mainly occupy (d) sublatice and the In3+ ions occupy almost completely in [a] sublatice. 3. The present of substituted ions causes the magnetic dilution in the lattice, leading to spins in the opposite lattice being deviated. There is a significant change of total magnetic moment in the high temperature. The V5+ ions in the lattice (d) cause of reducing the magnetic moment while the In3+ ions in the lattice [a] causes increasing of these values with the substituting concentration x. The exchange integral Jij is believed to depend on the relative orientation of neighboring spins and on the changing of the overlapping of 3d wavefunction of Fe with the 2p wavefunction of O due to the dislocations that cause by substituted ions. Therefore, the molecular field coefficients of interactions Nij were redefined by fitting the experimental results and the theoretical of the molecular field, which takes into account the change of the overlapping of wavefunctions. 4. The change of Jad exchange integral leads to a change in the value of the spin wave stiffness constant D – the constant characterizing the strength of the exchange interaction that keeps the magnetic moments are parallel. The values of the stiffness constant of Y3Fe5- xInxO12 (x = 0  0.7) samples decrease gradually as increasing of the substituted concentration x. Hanoi, 15th March 2021 On behalf of advisors PhD. Student Assoc. Prof. Dr Nguyen Phuc Duong Vu Thi Hoai Huong