Cdng trinh kinh tdng Gido su Viin sy Nguyin Vdn Hiiu nhdn dip Gido sir Viin sv 70 tuoi
TRAT J\I SPIN VA CAC TINH CHAT DIEN TU TRONG VAT LIEU DIEN TU TIEN TIEN
Le Van Hdng, Nguyen Xuan Phiic, Dao Nguyen Hoai Nam, Nguyen Chi Thuan, Nguyen Van Dai, Tran Dang Thanh va Nguyen Van Khien
Phdng Vat ly Vat lieu Tir va Sieu dan, Vien Khoa hgc Vat lieu, Vien Khoa hgc va Cdng nghe Viet Nam
Tom tit. Bai bao trinh bay tdng quan cac ket qua nghien ctxu tai phdng thi nghiem Vat ly Vat lieu Tii' va Sieu din, Vien Khoa hgc Vat heu, Vien Khoa hgc va Cdng nghe Viet Nam trong thdi gian 5 nam gan day ve mdi lien quan giira trat tu spin vdi cac tinh chit dien tir trong vat heu dien tir tien tien nhu vat lieu tir trd khdng Id CMR, GMR van spin, vat lieu hang sd dien moi khong Id va vat lieu ban dan pha loang tir DMS nIn dxit titan TiOi pha Co. Cac ket qua nghien cim da dugc dang tai tren cac tap chi chuyen nganh cd uy tin qudc te va qudc gia.
LOU GIOI THIEU -
T O N GQUAN VE VAT LIEU DIEN TLT TIEN TIEN Cac dac tinh ciia he dien tir, dac biet dac trimg spin cua chung ddng mot vai trd rat quan trgng trong tinh chat dien tir cua vat lieu, quyet dinh kha nang tmg dung chiing trong cac linh kien dien tir. Tren co sd cac phuang trinh Maxuell chiing ta biet rang cac tinh chat dien tir la mdt the thdng nhat, lien quan mat thiet khdng tach rdi trong vat lieu.
Trong thyc te, trong cac vat lieu va linh kien dien tir kinh dien hai tinh chat nay thudng dugc quan sat rieng re trong cac vat lieu va sy lien ket chiing la yeu va thudng chi quan sat thay d mire do vT md. Trang thai spin ciia dien tir dan lien quan den cac tinh chat quang, dien tir ciia vat lieu. Do vay mdi lien quan giira trang thai phan cyc spin ciia dien tir dan vdi cac tinh chat tren, dac biet vdi tinh chit dien tir cua vat lieu tii' lau da dugc quan tam. Mdt trong sd nhimg quan tam dd la hien tugng sieu dan, dugc tim ra nam 1911 bdi Onnes [1] va sau dd dugc giai thich bing ly thuylt BCS [2] tren co sd kit cap Cooper ciia he hai dien lir dan trong trang thai singlet thdng qua tuong tac vdi mot phonon mang.
Vdi mdt he hat lai trong trang thai phan cyc spin nhu vay vat lieu thi hien tinh sieu dan dien kem theo tinh nghich tir ly tudng, chir khdng phai tinh sit tir, thuan tir hay phi tir nhu cac vat lieu thdng thudng. Trang thai phan cyc spin cua dien tir din d trang thai thudng ciia v|t lieu ciing dugc dac biet quan tam. Nhung chit ban dan ban tir tren co sd vat lieu ban dan A,iBvi nhu CdTe pha Mn da dugc quan tam nghien ciru tir nhirng nam 70 ciia the ky trudc. Nhung nghien cim co ban tren be vat lieu nay cua nhdm nghien cim d Vien Vat ly, Vien Han lam Khoa bgc Ba lan la nhiing cdng trinh di tien phong [3]. Vat lieu GaAs pha Mn vdi nhiet do chuyin pha sit tir dat 175 K [4] da thyc sy md ra nhung hy vgng tim ra cac chat ban dan ed tir tinh vdi nhiet do chuyin pha sit tir tren nhiet do phdng. Mot loai vat lieu ban dan mdi, ma sau dd dugc ggi vdi mdt ten chung, la ban dan pha tir loang (DMS - Diluted Magnetic Semiconductor). Cac tinh toan ly thuylt dy doan cac vat lieu GaN hay Carbon se hira hen cho chuyen pha sit tir tren nhiet do phdng. Nhung nghien cim ve vat lieu ban dan pha tir loang thyc sy biing nd sau cdng bd ciia Masumoto [5] tren
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F TuyIn tap bao cao ky niem 15 nam thanh lap Vien Kiioa hgc Vat heu - Ha Noi, 6/'2008
he vat lieu ban dan nIn dxit TiO: vao nam dau ciia the ky nay. Song song vdi nliung nghien ciru vl vat lieu ban dan pha lit loang, cac nghien cim ve hieu irng lir trd - kit qua dia hieu irng tan xa phu tbugc spin dien tir dan Irong cac hg vat lieu tir trd klidng Id CMR va GMR Cling dugc quan tam manh sau cac cdng bd [6-7] trong thap nien 80, 90 ciia thi ky trudc. Nhung nghien ciin tren cac ddi tugng vat lieu sieu dan, ban din pha tir loang, lir yd khdng lo CMR hay GMR deu ciing hudng tdi mdt myc tieu la tim bilu ban chit cac tuang tac trong mdt he dien tu tuong quan manh cd ddng gdp cita dai lugng spin, ma he qua ciia chimg la cac hien tugng vat ly ly thu cung nhu kha nang img dung to Idn, md ra
;.inot thi he linh kien dien tir mdi, kich thude nhd eo nano met, da chirc nang, cd toe do (tmyln cao, mat do linh kien tren don vi inch vudng Idn va cdng suit lieu tan nhd - thi he 'vat lieu va linh kien spin tir. Nhu chimg ta da biet, vat lieu ban din thdng thudng va cdng nghe ban dan cd dien hoat ddng tren co sd dieu khien sd lugng dien tir - mat do ddng I'dien, ril khd giam kich thude linh kien xudng dudi 40 nm. Nhung vdi nguyen tic kilm soat spin ciia dien tir dan, cd the dieu khien don dien tir va kha nang giam kich thude linh kien xudng den nano met la hoan loan cd ca sd. Cac nghien ciru ly thuyet ve may linh
; luong tir da dugc trien khai [8] va chimg la hoan loan cd the tin tudng vl mdt thi he may tinh dien tir lyang tir trong tuong lai khdng xa.
Vdi su ggi y dinh hudng va hd trg cua GS VS Nguyen Van Hieu, Phdng Vat ly Vat lieu Tir va Sieu dan da dugc thanh lap vdi hudng nghien cim la cac hien tugng chuyen
• pha dien tir trong mdi trudng ddng dac ma cy the la cac vat lieu dien tir lien tien. Cac nghien ciru nay da dugc duy tri va nang cao ca ve sd lugng ciing nhu chat lugng trong suol 15 nam qua. Trong bao cao nay chimg ldi xin trinh bay mdt sd kel qua mdi nhat ve trang thai thuy tinh spin trong he vat lieu CVIR ed tinh canh tranh pha cao, ma he qua ' tryc tiep eiia hieu irng la hien tugng nhd tir, nhd dien trd vdi dac tmng thdi gian hdi phyc
', dai vd ban. Nhirng ket qua mdi nhat ve sy phat trien hudng cdng nghe che tao van spin,'• d^c biel trong sd dd la ket qua ve hieu irng tir trd va hieu irng xoan spin trong he van spin ' CO ldp phan sat tir dxit. Ngoai ra trong bai nay cdn Irinh bay mdt sd ket qua ve trat ty spin [va trat tu dien tich trong vat lieu cd hang sd dien mdi Ididng Id cung nliu vat lieu ban dan
*'pha tir loang nen Ti02 pha kim loai Co.
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r' KET QUA NGHIEN CUU , 1. Trang thai thuy tinh spin trong vat lieu CMR
; . _ Vat lieu perovskite ABO3 dugc biel den tir lau, thudng la nhirng vat lieu dien mdi rsit dien nhu BaTiO,, PbTi03, TiSrOj, ...hay ReTmOa ma Re la cac kim loai dit hiim [cdn Tm la kim loai chuyen tiep. Vat lieu bg LaTm03 dugc dac biet quan lain ke tir ngay '•hi?n tugng tir trd khdng Id dugc phat hien thay khi thay the mdt phan La bang kim loai
^ Kiem thd boa tri 2+ nhu Sr. Ddng tdn tai vdi hien tugng chuyen pha sal tir thuan tir la f chuyen pha kim loai dien mdi trong hg vat lieu nay. Dieu ly thu nay da dugc giai thich
• nipt each thoa dang tren co sd tuong lac trao ddi kep DE giira hai ion kim loai chuyen hep Mn'"^ va Mii'^"'. Cac ion mangan Mn^"" va Mn"'^ nim trong cac bat dien vdi 6 dinh la '^ac ion oxy O"". TrucTng bat dien Iam tach cac mire 3d ciia cac dien tir ra hai mire T2g va
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Cg. Cac dien tir Cg linh ddng tham gia vao qua trinh dan thdng qua qua trinh nhay giua cac ion Mn^" va Mn"*" kem theo tinh bao toan phan cyc spin ciia chiing. Qua trinh dan nay dac trung nhu cac polaron tir. Do Idn ciia do dan phy tbugc vao sic suat chuyen ddi cua dien tir Cg hay la quang nhay ciia chiing. Cac bat dien chira cac ion Mn nam xen ke nhau, va nhu vay trong vat lieu se tdn tai cac cap bat dien lien ke chira cac cap Mn - Mn , Mn^"^- Mn"*, va Mn"**- Mn"*"^. sd lugng cac cap nay phu tbugc vao ty sd ion Mn /Mn . Nhu chiing ta da bilt cac cap ion lien ke Mn^""- Mn^"", Mn^""- Mn"*"^, va Mn"*- Mn tuong tac trao ddi vdi nhau va ket qua chiing ta cd tuong tac trao ddi kep DE giiia cac cap ion Mn^*- Mn"* vdi dac trung sat tir va cac tuong tac sieu trao ddi SE giira cac cap Mn - Mn^* va Mn"*- Mn"* vdi dac trung pban sat tir hay sat tir yeu. Dac trung tir tinh ciia vat lieu CMR dugc quyet dinh bdi tuong tac DE ca ve nang lugng tuong tac va sd lugng tuong tac. Pha loang mang tir bang each thay ddi sd tuong tac DE ciia cap Mn *-Mn * thdng qua viec thay the cac ion kim loai phi tir Ti"* va Al^* chiing tdi da quan sat thay su suy giam nhiet do chuyen pha Tc khi mang tir bi pha loang trong vat lieu Lao.7Cao.3Mni_xMx03 (M=AI,Ti). Ket qua nay dugc minh hga tdt bang ly thuyet tmdng phan tir cho trudng hgp pha loang khdng nhieu-[9]. Ddi vdi mang tir bi pha loang manh ddng gdp ciia cac pha phan sat tir la dang ke va md hinh tmdng phan tir can phai xet them cac sd hang ddng gdp cua cac mong tac phan sit tir [10]. Tinh ddng tdn tai va canh tranh giira cac pha sat lir kim loai, phan sat tir dien mdi trong vat lieu CMR la mdt trong nhung van de ca ban lien quan den ban chat ciia hien tugng tir trd khdng Id ciia bg vat lieu nay.
Qua trinh bay d tren, chiing ta thay tinh canh tranh cac pha tir cd the xay ra d mire do giua eae cap spin trong he den cac dam spin kich thude nano met tuy thude vao ty phan Mn */Mn"* va ham phan bo chiing trong vat lieu. Dagoto [11] da md hinh hda tinh canh tranh, phan bd ciia cac dam kich thude nano va danh gia vai trd tinh canh tranh da pha tir len tinh chat ciia vat lieu CMR. Cac pha tir canh tranh trong he tao ra he trang thai bat thoa tir. Sy tdn tai trang thai bat thoa tir trong he la co sd ciia xuit hien trang thai thuy tinh spin hay thuy tinh dam trong vat lieu CMR tuy tbugc vao do Idn ciia cac pha tit co trong chiing. Do vay trong vat lieu cd thi xuit hien trang thai thuy tinh spin hoac ddng xuit hien ea thuy tinh spin va thuy tinh dam. Hai dac trung rat quan trgng ciia trang thai thuy tinh spin la: 1) sy xuat hien nhiet do thuy tinh, dilm nhiet do quan sat thiy tren dudng M(T) do d che do ZFC eiia vat lieu, ma d dd xuit hien cyc tri gia trj M(T) va hien tugng ddng bang spin, 2) He trang thai cd thdi gian hdi phy tir dai vd ban. Bing ky thuat do tir M(T) cd thdi gian tri khac nhau. Nam va cac cdng sy [12] da quan sat thiy trang thai thuy tinh spin va trang thai bit thoa tir tren cac vat lieu Lao,95Sro.o5Co03 va Ndo 7Sro.3Mn03. Nhu da trinh bay d tren, tuong tac trao doi kep DE, trat ty spin va tinh dan ddng hanh vdi nhau trong hg vat lieu CMR. N I U vay cau hdi dugc dat ra la trang thai thuy tinh spin cd lien quan gi tdi do din cita vat lieu khdng va nlu cd thi se xay ra nhu thi nao? Cau hdi da bit dau dugc tra ldi trong kit qua mdi nhat cita chiing tdi. Lan dau tien quan sat thay trang thai thuy tinh dien trd (resistive glass) tren be vat lieu Lao.7Cao.3Mno.925Tio.o7503.
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TuyIn tap bao eao ky niem 15 nam thanh lap Vien Klioa hgc Vat heu - Ha Ndi, 6/2008
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Hinh I. Hien tugng nhd tii' (binh ben phai) va nhd dien trd (hinh tren) vdi thai gian luu nhiet 2h tai nhiet do 65 K. Ha la tir trudng duy tri trong qua trinh luu nhiet.
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Bang phep do dien trd R(T) va tir do M(T) kem theo cd luu lai trong mdt thdi gian tj d mdt nhiet do do Tj dudi nhiet do chuyen pha Tc, chiing tdi da quan sat thay hieu irng nhd dien trd ddng hanh ciing hieu irng nhd tir, tuong ty nhu trong tm'dng hgp nhd ciia he thuy linh spin. Ket qua nay khang dinh them mdi lien quan chat che giira ban chat dan vdi dac trung tir ciia vat lieu cd tinh canh tranh pha tir manh d kich thude nano met [13]. Tren hinh 1 chiing ta thay hien tugng nhd dien trd ddng xuat hien va tdn tai tai vdi hien lugng nhd lir tai nbiet do km nhiet, ket qua ciia qua trinb dan nd va ddng bang ngau nhien cac dd men tir (xem binh 1).
Tomiwrslu™ (K)
Hinh 2. Nhd tir dan trong thai gian 4h tai mli mot nhiet do 35 K, 65 K va nhd tir kep 4h tai hai nhiet do tren. Kha nang nhd khong phu thuoc vao so diem nhd dan hay kep
Mdt kit qua mdi rat ly tbii tren he vat lieu nay la quan sat thay hien tugng tdn tai nhilu nhiet do nhd va tinh khdng phu tbugc nhau ciia chung [14]. Tren hinh la dinh A(M) ciia hai qua trinh nhd do'n d bai nbiet do khac nhau, va mot qua trinh nhd kep d hai gia tri nhiel do luu nbiet, dti Idn ciia hai dinh nhd don va nhd kep tai cimg nigt nhiel do luu
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nhiet bing nhau, chung td cac qua trinh nhd la ddc lap, khdng anh hudng len nhau (xem hinb 2).
Phai cbang day la mdt he cd da cyc tieu nang lugng khdng tuong tac, mdt bieu hien ciia mdt he bit thoa tir, co sd cua cac hien tugng thuy tinh tir.
2. Trat tir spin trong he mang mong tir - linh kien van spin GMR
Nam 1988 hien tugng tir dien trd khdng lo GMR dugc Pert va Gmnberg [7] tim ra, va hai nha vat ly Pert va Gmnberg da dugc trao giai thudng Nobel vat ly 2008 ve phat minh tren. Ngay sau phat minh cua Pert va Grunberg, nhilu nha khoa hgc va cdng nghe d nhilu phdng tbi nghiem tren thi gidi da lao vao nghien ctm tim hieu ban chat cita hien lugng ddng thdi tim kilm cdng nghe cbl tao cac loai linh kien GMR cd he sd tir dien trd Idn. Sau mdt thdi gian khdng lau cac linh kien GMR vdi cac cau hinh khac nhau da ra ddi nhu van spin cd ldp ghiin phan sit tir don, hai ldp ghim ddi ximg trong cau hinh do ddng trong mat phing CIP, hay linh kien tir dien trd khdng Id xuyen ngam TMR vdi cau hinh do ddng vudng gdc mat phing GPP. He so tir trd d nhiet do phdng cua van spin GMR dugc eai thien dang kl, dat khoang 20%. Dac biet cac ket qua thu dugc tren linh kien TMR vdi ciu tnic FeCoB/MgO/FeCoB dat 10^% d nhiet do phdng [15]. Ket qua nay md ra mdt kha nang to Idn ehl tao cac bd nlid MRAM vdi kich thude nhd, cdng suat tieu tan it nhimg cd dung lugng nhd cyc Idn, tdc do cyc nhanh. Phdng Vat ly Vat lieu Tir va Sieu dan bit diu trien khai nghien cim mang mdng vat lieu tir kich thude nano met va linh kien van spin GMR tir nam 2001, vdi dau tu ban dau la he phun xa magnetron EDWARD AUTOR 306, vdi chan khdng co ban 10"^ torr tao bang bom mrbo, he phim xa hai ngudn DC va RF cho 3 bia vdi kich thude tieu chuan 3 inch dudng kinh. 3 nam gan day dugc dau tu them he bdc bay bang chiim tia laser. Day la hudng nghien cuu co ban dinh hudng che tao linh kien ting dung lam sen so tir va xa ban la cac bd nhd tir MRAM. Nhu chiing ta da biet hieu ung GMR la he qua ciia qua trinh tan xa dien tir phy thuoc phan cyc spin tren cac ldp sat tir phan eye phan song each nhau bdi mdt ldp kim loai hay dien mdi phi til'. Spin ciia mdt trong hai ldp sat tir bi ghim bdi mdt ldp phan sat tir, ma trong trudng hop ciia chiing tdi ldp dxit NiCoOx dugc sir dung. Gia tri tir trd phu thude vao ty sd phan cyc spin tren hai ldp sat tir. De gia tang ty sd phan cyc spin tren hai ldp sit tir do day ldp kim loai phi tir Cu dugc chgn thdng qua quan sat ket qua thyc nghiem. Ngoai ra chimg tdi da cai thien them do phang mat mang, ty sd phan cyc spin nhd tao them mdt ldp dem cho ldp ghim phan sat tir bang mdt ldp mang mdng vat lieu sat tir kha di cd di hudng tir be mat. Nhd nhung cai thien quy trinh cdng nghe nhu vay he sd tir trd ciia van spin da tang len hon hai lan, dat 10% d nhiet do phdng (xem hinh 3). Kit qua nay dat mire tmng binh qudc le ve lir trd van spin GMR, nhung la mdt kit qua tdt nhat thu dugc tai cac phdng thi nghiem d Viet Nam cho din thdi dilm bien nay [16].
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I , •.
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I •-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500
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Hinh 3. Dac trung M(H) va MR(%) ciia van spin CoFe/NiCoOx/CoFe/Cu/CoFe
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u s o 7S0 TnCo :-vi ; - i C - , rv-V-,
H iCh:
Hinh 4. MR phu thuoc dong bam - Hieu irng xoan spin trong van spin CoFe/NiCoO/CoFe/Cu/CoFe
Tren co sd van spin da che tao, nhung nghien ciru sau ve anh hudng ciia di hudng lir, mat do ddng bom len the hieu djcb va he sd lir trd da dugc tien hanh vdi sy hgp lac giira phdng T&SD, Phdng thi nghiem trgng diem vdi Tmng tam quang dien tir eiia Dai hgc Han Yang, Han Qudc. Ddng dien tir phan cyc bi xoan do tir trudng sinh ra ty nd, he qua lam xoan spin dien tir, gay suy giam trudng hieu dich va he sd tir dien Ird ciia linh kien. Nhd dac tinh dieu khien dugc he sd tir dien trd va the hieu dich thdng qua ddng bom, hieu irng xoan spin cd gia tri irng dyng thiet thyc trong cac dau dgc va ghi tir, vi the dugc quan tam nghien ciru nhieu trong thdi gian gan day. Hieu u'ng xoan spin thudng de quan sat tren cac linh kien van spin do trong cau hinh CPP. Trong cau hinh nay trat ty spin tren ldp ghim phan sat tir de bi pha, he qua la the hieu dieh va he sd tir dien trd giam nhanh khi tang ddng bom. Theo cac ket qua da cdng bd tren cac van spin vdi ldp ghim phan sat tir kim loai, ddng bom tdi ban dap tat lir trd la khoang 10''-10''Aym"va 10 -lO"
A/m" cho cac cau hinh CPP va CIP tuong irng. Vdi van spin cd ldp ghim phan sat tir dxit dien mdi, chiing tdi da quan sat thay hieu img xoan spin vdi mat do ddng cd 10 A/cm' trong cau binh do CPP, tuong duong gia tri quan sat lat spin trong ldp phan sat tir kim loai trong cau binh CIP. Ket qua quan sal ti'cn dugc xem nhu la mdt trong nhung kel qua diiu lien ve xoan spin trong linh kien van spin boat ddng trong cau binh CIP (xem hinh 4) [17,18].
3. Trat tu- dien tich va trat tir spin trong vat lieu hang so dien moi khdng 16 (CIM) va vat lieu ban dan pha tir loang (DMS)
Nghien ciru tim kiem vat lieu mdi cd nhiing tinh nang dac biet nhu sieu dan, tir Ird khdng lo, hay tinh da chirc nang nhu ban dan cd tir tinh, tinh da pha sat dien sat lir... ludn dugc cac nha nghien ciru khoa hgc va cdng nghe quan tam. Ben canh nhung nghien ciru ve vat lieu lir trd khdng Id CMR va GMR nhu trinh bay d tren, hudng nghien cim vat lieu
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ed bing sd dien mdi khdng Id va vat lieu ban dan pha tir loang ciing dugc quan tam nghien cim d Phdng Vat ly Vat lieu Tir va Sieu dan, Vien Khoa hgc Vat lieu. Nam 1987 [19] Muller khain pha ra hieu irng sieu dan nhiet do cao tren vat lieu La2Cu04-Ki khi pha tap lo trong vao vat lieu bang each thay timg phan La bang Sr. Kham pha nay da dugc trao giai thudng Nobel sau dd. Ly thuyet BCS khdng thoa man de giai thich ban chat vat ly ciia hien tugng. De lam sang td ban chat ciia hien tugng, nhieu hg vat lieu cd thanh phin va ciu tnic tuong ty da dugc dua vao nghien cim. Mdt trong sd dd la vat lieu cau tnic perovskite kep La2Ni04, vat lieu dugc biet den tir lau nhu la mdt vat lieu dien eye ca tdt cho cac ngudn pin nhien lieu, do cd kha nang dan ion dxy cao [20]. Cac nghien cuu cho thiy vat lieu La2Ni04+5 la mdt ban dan dien mdi phan sat tir va hoan loan khdng eo dac tinh sieu dan khi thay thi Sr cho La. Tuy nhien cd the quan sat thay chuyen pha ban dan kim loai khi pha tap manh vdi nhiet do chuyin pha khoang 265 K. Nhu da biet cac ion Ni^* nim trong trudng bat dien vdi sau ion dxy d cac dinh, cd trat ty spin cua mang ion Ni thay doi lir ciu tnic dam (checkboard) sang cau tmc day (stript line) phy tbugc vao nhiet do va muc do pha tap Id trdng, ma nd dugc quyet dinh bdi ndng do dxy trong vat lieu va sd lugng ion kim loai kiem thd (Sr) thay vao vi tri ciia ion La *. Nhung ket qua Ihu dugc ciia chiing tdi chung td dieu nay va hoan toan phii hgp vdi nhan dinh tren. Hai nhiet do chuyin pha trat ty dien tich va trat ty spin d 240 K va 180 K dugc quan sat thay.
Cac gia tri nhiet do va do sic net ciia chuyen pha trat ty spin phy tbugc vao ty phan ion Ni"'*/Ni"" va mire do meo mang bat dien gay nen bdi ndng do dxy va lugng ion Sr thay thi. Cac kit qua lien quan ve van de nay da dugc cdng bd trong [21] (xem hinh 5).
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Hinh 5. Bieu hien trat tu dien tieh va trat tu spin trong vat lieu La2-xSrxNiO 4 - ( S
Ngoai ra chimg tdi da quan sat thay hien lugng cdng hirdng dien mdi vdi bing s6 dien mdi am trong vimg tan sd gan tan sd cdng buong. Kel qua nay ed the la he qua ciia sdng mat do dien tich (Charge Density Wave - CDW) trong mdt mang khdng hoan hao, la nguyen do hang sd dien mdi khdng Id (s >10^) ciia vat lieu nay (xem hinh 6).
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Hinh 6- Dac trung cdng hudng dien moi vdi hang sd dien moi am quan sat thiy cho vat lieu La2Ni04 tai 300 K trong dai tin sd ca MHz
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U = + 2 5 V. t = 0 :
0 100 200 3O0 400 500 Tuiit (5)
Hinh 7. Hieu img chuyen trang thai dan, nhd dien trd va dien dung ciia linh kien Ag/La2Ni04/Ag
Hang sd dien mdi khdng Id (10^-10^) gay nen bdi CDW da timg dugc quan sal thay tren cac vat lieu TaS3, NbSe3 [22]. Ciing ed the day la he qua ciia mot dang vat lieu ban tay trai (Left Handed Material - LHM) vdi sy ket hgp trong mdt mang cac phan tu sat lir va sat dien nhu kel qua quan sal thay ciia Bai [23] tren mau gdm hai thanh phan sat dien va sat tir. Day van cdn la bai loan md can di sau nghien ciru de khang dinh co che nao la ban chill ciia hien tugng. Mdt ket qua rat ly thii khac tren he vat lieu nay la chiing tdi da quan sat hien tugng chuyen trang thai dan va nhd dien trd, nhd dien dung vdi be sd chuyin len din 40% va 30% tuong irng. Nhilu md hinh ly thuylt da dugc sir dung giai thich hien tugng nhu md hinb hai kenh dan lien quan hai trang thai nang lugng gia ben,
15
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bieu img tich lu va giai pbdng dien tieh, hay sy trugt hat tai dien. Chiing tdi cho rang ket qua thu dugc lien quan den kha nang khuyech tan ion dxy trong vat lieu La2Ni04-f6. Ket qua nay se cdng bd tren tap chi JKPS [24] (xem hinh 7).
v l vat lieu ban dan pha tir loang nhdm nghien cuu da cbl tao thanh cdng vat lieu Ti02/Co dang khdi va mang mdng. Vat lieu thi bien tinh sit tir d nhiet do phdng (c6 chuyin pha sit tir cao ban 300 K). Mdt kit qua nghien cim dang quan tam la da quan sat thay qua trinb vao ra khdi mang Ti02 ciia ion Co va sy hinb thanh dam kim loai Co kich thude nano met. Kit qua nay phin nao lam sang td sy phan ky' rat Idn (tir 0.0015pB den
1.9PB) gia tri md men tii' cua ion Co trong cac cdng bo, ma theo chiing tdi la gay nen bai sy ddng gdp md men tir ciia cac dam Co kim loai kich thude nano met [25] (xem hinh 8).
E 1 -
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29
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Magnetic field (Oe)
Hinh 8. Pho nhieu xa tia X cho thiy sir hinh thanh dam Co kim loai trong cac mau Ti02/Co u d cac nhiet do khac nhau va cac dac trung M(H) ciia cac mau tuong iing
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TAi LIEU THAM KHAO
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