Tăng cường tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu BiFeO3 bằng cách pha tạp đồng thời Nd và Ni

Vật liệu BiFeO3 pha tạp đồng thời Nd và Ni với các nồng độ tạp chất khác nhau được chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Cấu trúc tinh thể của hệ vật liệu được khảo sát bằng các phép đo giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ tán xạ Raman. Tính chất sắt từ của hệ vật liệu được xác định thông qua phép đo chu trình từ trễ (M-H). Phép đo chu trình điện trễ (P-E) được dùng để xác định tính chất sắt điện của hệ vật liệu. | Tăng cường tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu BiFeO3 bằng cách pha tạp đồng thời Nd và Ni Vật lý & Khoa học vật liệu TĂNG CƯỜNG TÍNH CHẤT SẮT ĐIỆN, SẮT TỪ CỦA VẬT LIỆU BiFeO3 BẰNG CÁCH PHA TẠP ĐỒNG THỜI Nd VÀ Ni Đào Việt Thắng*, Dư Thị Xuân Thảo, Nguyễn Thị Diệu Thu, Hồ Quỳnh Anh, Nguyễn Mạnh Hùng Tóm tắt: Vật liệu BiFeO3 pha tạp đồng thời Nd và Ni với các nồng độ tạp chất khác nhau được chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Cấu trúc tinh thể của hệ vật liệu được khảo sát bằng các phép đo giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ tán xạ Raman. Tính chất sắt từ của hệ vật liệu được xác định thông qua phép đo chu trình từ trễ (M-H). Phép đo chu trình điện trễ (P-E) được dùng để xác định tính chất sắt điện của hệ vật liệu. Kết quả cho thấy nồng độ tạp chất Nd và Ni có ảnh hưởng tới cấu trúc tinh thể, tính chất sắt điện, tính chất sắt từ của vật liệu BiFeO3. Tính chất sắt điện và sắt từ được cải thiện khi pha tạp đồng thời Nd và Ni. Khi nồng độ tạp chất Nd tăng từ 0 tới 15% mol, vật liệu có từ độ bão hòa (Ms) tăng từ 0,053 tới 0,528 emu/g, từ độ dư (Mr) tăng từ 0,011 tới 0,116 emu/g, độ phân cực điện bão hòa (2Ps) tăng từ 2,10 tới 36,70 µC/cm2, độ phân cực điện dư (2Pr) tăng từ 1,26 tới 19,94 µC/cm2. Tính chất sắt điện và sắt từ được cải thiện mạnh nhất khi pha tạp đồng thời 12,5% mol Nd3+ và 2,5% mol Ni2+. Nguồn gốc tính chất sắt điện, sắt từ của vật liệu được thảo luận trong báo cáo này. Từ khóa: Cấu trúc tinh thể; Tính chất sắt điện; Tính chất sắt từ; BFO đồng pha tạp (Nd và Ni). 1. GIỚI THIỆU Vật liệu đa pha điện từ tồn tại đồng thời các tính chất sắt điện, sắt từ, sắt đàn hồi trong cùng một pha cấu trúc, các tính chất này gọi chung là tính chất “ferroic”. Vật liệu đa pha điện từ có thể dùng chế tạo các thiết bị điện tử, lưu trữ thông tin, cảm biến, thiết bị đọc và ghi thông tin [1, 2]. Do vậy, vật liệu đa pha điện từ đang thu hút mạnh các nhóm nghiên cứu. Vật liệu BiFeO3 (BFO) là một trong số rất ít vật .