|
1. Họ và tên nghiên cứu sinh: NGUYỄN NGỌC ĐỈNH
2.Giới tính: Nam
3. Ngày sinh: 18/4/1980
4. Nơi sinh: Hà Nội
5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: 290/SĐH - 22/11/2005
6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo:
- Quyết định gia hạn số 2281/QĐ-CTSV & 2162/QĐ-SĐH
- Quyết định trả nghiên cứu sinh về cơ quan công tác số 2762/QĐ-SĐH
7. Tên đề tài luận án: Chế tạo, nghiên cứu một số tính chất của perovskite có hằng số điện môi lớn và khả năng ứng dụng
8. Chuyên ngành: Vật lí Chất rắn
9. Mã số: 62 44 07 01
10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS Bạch Thành Công
11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:
- Chế tạo và nghiên cứu thành công loại vật liệu perovskite (BaTiO3)x (La0.7Sr0.3MnO3)1-x có tính chất đa phân cực (sắt điện - sắt từ, multiferroic) trong đó thành phần x = 0.75 có hằng số điện môi cực đại đạt tới 210000. Thành phần này có điện trở suất rất cao ở vùng nhiệt độ phòng (khoảng 18 MΩ.cm) nên ở vùng nhiệt độ này độ tổn hao của vật liệu khá nhỏ, phù hợp với việc ứng dụng trong thực tế.
- Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ của hệ mẫu đa phân cực cấu thành từ BaTiO3 và (La-Sr)MnO3 hầu hết có tính dẫn của bán dẫn. Năng lượng kích hoạt đã được tính theo mô hình polarron nhỏ (SP).Tỷ phần x của BaTiO3 càng lớn càng làm năng lượng kích hoạt quá trình dẫn điện tăng. Mẫu x = 0.97 có năng lượng kích hoạt Ea = 1.79 eV có giá trị gần bằng giá trị năng lượng kích hoạt của BaTiO3 xác định từ thực nghiệm Ea = 2.02 eV.
Đặc biệt các mẫu B9- ((BaTiO3)0.92(La0.7Sr0.3MnO3)0.08) và B10 -(BaTiO3)0.97(La0.7Sr0.3MnO3)0.03 xuất hiện hiệu ứng hệ số nhiệt- điện trở dương, một hiệu ứng lý thú có nhiều ứng dụng quan trọng.
- Đã chế tạo thành công hai hệ vật liệu có hằng số điện môi cao không chứa nguyên tố chì, BZT pha Sr (BSZT) và BSZT pha La ( BSLZT) đơn pha.
Hệ thứ nhất là BZT pha tạp Sr có nhiệt độ chuyển pha Curie sắt điện phụ thuộc mạnh vào nồng độ pha tạp Sr. Mẫu pha Ba0.8Sr0.2Zr0.5Ti0.5O3 có nhiệt độ chuyển pha Curie sắt điện nằm ở vùng nhiệt độ phòng, rất thích hợp cho các ứng dụng chế tạo tụ điện vì đây là vùng nhiệt độ làm việc của tụ điện thông thường.
Hệ thứ hai là Ba0.8-ySr0.2LayZr0.5 Ti0.5O3 trong đó một phần Ba2+ được thay thế một phần bằng La3+. Kết quả là sự thay thế này làm tăng hằng số điện môi của các mẫu nhưng nhiệt độ chuyển pha Curie sắt điện vẫn giữ nguyên ở vùng nhiệt độ phòng.
- Phổ hằng số điện môi phụ thuộc vào tần số của các mẫu cho thấy phân cực chủ yếu ở trong các mẫu là phân cực i-ôn. Giản đồ Cole – Cole của các mẫu hệ BSZT đã được phân tích nhờ mô hình Debye và mô hình Davidson - Cole. Các kết quả phân tích cho ta thời gian hồi phục điện môi của các hệ BSZT (BZT pha Sr) và BSLZT (BSZT pha La) có thời gian hồi phục điện môi vào khoảng 4.06 – 6.01 x 10-8 s. Thời gian hồi phục này cho thấy quá trình hồi phục điện môi là hồi phục i-ôn.
- Các mẫu BSZT pha La cũng có hiệu ứng nhiệt điện trở dương ở vùng nhiệt độ gần nhiệt độ phòng. Tính toán sử dụng phương pháp phiếm hàm mật độ sử dụng chương trình Dmol3 cho thấy nguyên nhân sự giảm điện trở suất trong các mẫu pha tạp thay thế La3+ cho Ba2+ ứng với sự dịch chuyển mức Fermi EF từ vùng cấm vào đáy vùng hóa trị và quá trình pha tạp làm tăng nồng độ hạt tải điện trong pha tứ giác. Điều này cũng cho ta hiểu được nguyên nhân của hiệu ứng PTC: hai pha cấu trúc tứ giác và lập phương của vật liệu pha tạp này có tính chất dẫn điện khác nhau, chuyển pha cấu trúc giữa hai pha tính dẫn kim loại và tính điện môi đó dưới sự tác dụng của nhiệt độ đồng thời dẫn đến sự tăng mạnh của điện trở theo nhiệt độ- hiệu ứng PTC.
- Một mô hình ứng dụng của các vật liệu có hiệu ứng PTC phát hiện trong luận án có kết quả rất khả quan. Hệ điều khiển nhiệt độ có sensor làm bằng vật liệu BZT pha La có khả năng điều khiển nhiệt độ chính xác tới 0.2 oC.
- Xây dựng thành công hệ đo tổng trở phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng tần số thấp dựa trên lock-in số cho kết quả chính xác đáng tin cậy.
|
