Ảnh hưởng của đường kính và tỷ số hình dạng lên tính chất từ của dây nano từ tt

Ảnh hưởng của đường kính và tỷ số hình dạng
lên tính chất từ của dây nano từ


Nguyễn Thị Thái

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội
Luận văn Thạc sĩ ngành: Vật lý; Mã số : 60 44 09
Người hướng dẫn: TS. Lê Tuấn Tú
Năm bảo vệ: 2013


Abstract. Nghiên cứu dây nano tạo mảng và phân tán,các dây nano một đoạn nhiều
đoạn và nhiều lớp. Tính chất từ cả dây nano từ tính: Dị hướng hình dạng: Hd = -Nd Ms;
Chu trình từ trễ; Ảnh hưởng của đường kính và tỉ số hình dạng lên tính chất từ. Ứng
dụng của dây nano từ tính: Phân phối gen, phân tách các phần từ sinh học, ghi từ vuông
góc. Mô hình tính toán: Dậy nano từ tính cô lập CoNiP: Sử dụng mô hình Stoner-
Wohlfarth hiệu chỉnh: Mảng dây nano từ tính : ta tính trừng khử từ thông qua công thức
: Hc = H0 - Hint [ ] ( √ ). Các phương pháp sử dụng trong đề tài: Chế tạo bằng phương
pháp điện hóa. Phương pháp nhiễu xạ tia (XRD). Hiển vi điện tử quét (SEM). Thiết bị
từ kế mẫu rung (VMS). Phổ năng lương tia X( EDS). Kết quả tính toán lý thuyết: Sự
phụ thuộc của lực kháng từ vào đường kính dây nano từ tính: khi đường kính của dây
nano tăng thì làm cho hệ số trường khử từ giảm dẫn đến lực kháng từ của dây tăng. Sự
phụ thuộc của lực kháng từ vào tỉ số hình dạng của dây nano từ tính: Khi tỷ số hình
dạng tăng thì lực kháng từ tăng tới một giá trị nào đó thì lực kháng từ gần như không
tăng tiếp và đạt tới trạng thái bão hòa.
Keywords. Vật lý nhiệt; Dây nano từ; Dây nano
Content

Mục Lục
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY NANO TỪ TÍNH 3
1.1 Giới thiệu về dây nano từ tính 3
1.1.1 Dây nano tạo mảng và phân tán 5
1.1.2 Các dây nano một đoạn, nhiều đoạn và nhiều lớp. 6
1.2 Tính chất từ của dây nano từ tính 7
1.2.1 Dị hƣớng hình dạng 7
1.2.1.1 Hình phỏng cầu thon dài (c > a = b) 9
1.2.1.2 Elipxoit thon ( c ≫ a > b) 10
1.2.1.3 Hình phỏng cầu dẹt(c =b > a) 11
1.2.1.4 Ảnh hƣởng của đƣờng kính, chiều dài và tỷ số hình dạng lên tính
chất từ của dây nano. 12
1.2.2 Chu trình từ trễ 15
1.3 Một số ứng dụng của dây nano từ tính. 16
1.3.1 Phân phối gen. 16
1.3.2 Phân tách các phân tử sinh học. 18
1.3.3 Ghi từ vuông góc. 19
1.3.4 Tăng mật độ bộ nhớ bằng các dây nano. 20
CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1 Mô hình tính toán. 23
2.1.1 Dây nano từ tính cô lập 23
2.1.2 Mảng dây nano từ tính 24
2.2 Chế tạo dây nano bằng phương pháp điện hóa. 25
2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 28
2.4 Hiển vi điện tử quét (SEM) 30

2.5 Thiết bị từ kế mẫu rung (VSM) 32
2.6 Phổ năng lượng tia X (EDS) 34
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
3.1 Kết quả tính toán từ mô hình lý thuyết 37
3.1.1 Sự phụ thuộc của lực kháng từ vào đƣờng kính dây nano từ tính 37
3.1.2 Sự phụ thuộc của lực kháng từ vào chiều dài dây nano từ tính 38
3.2 Các kết quả thực nghiệm 39
3.2.1 Sự phụ thuộc của mật độ dòng vào thời gian 39
3.2.2 Kết quả đo hiển vi điện tử quét (SEM). 40
3.2.3 Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XRD). 41
3.2.4 Kết quả đo năng lƣợng quang phổ phân tán (EDS). 42
3.2.5 Tính chất từ của mẫu. 43
3.2.5.1 Kết quả đo từ kế mẫu rung 43
3.2.5.2 Ảnh hƣởng của tỷ số hình dạng lên trƣờng kháng từ của dây nano
46
3.2.5.3 Kết quả tính toán năng lƣợng dị hƣớng. 47
KẾT LUẬN 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 49



Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thái

Ng-êi h-íng dÉn: TS. Lª TuÊn Tó
50
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt
1. Vũ Thị Thanh (2012), Nghiên cứu chế tạo dây nano CoPtP bằng phương pháp
điện hoá, khóa luận tốt nghiệp, trường đại học Khoa học tự nhiên, đại học

QGHN.
2. Lê Phú Thiện (2013), Nghiên cứu sự phụ thuộc của lực kháng từ vào hình dạng
và khoảng cách của các dây nano từ tính CoNiP, khóa luận tốt nghiệp,
trường đại học Khoa học tự nhiên, đại học QGHN.
Tiếng Anh
3. A.Encinas-Oropesa, M.Demand, L.Piraux, I.Huynen (2001), Appl Phys, 89/6704
4. Adeyeye AO, Bland JAC, Daboo C and Hasko DG (
1997),
Phys.Rev, 56/
3265.

5.

Allia P, Coisson M, Tiberto P, Vinai F, Knobel
M,
Novak M A and Nunes W
C (2001), Phys. Rev, B 64/
144420 .
6.

Bauer, L.A., Reich, D.H. and Meyer, G.J (2003), “ Selective functionalization of
two-component magnetic nanowires”, Langmuir, 19,7043–8.

7. Bahiana M, Amaral F S, Allende S and Altbir D ( 2006),
Phys.
Rev, B 74
174412.

8. Chen, M., Searson, P.C. and Chien (2003),“Micromagnetic behavior of
electrodeposited Ni/Cu multilayer nanowires”, Journal of Applied Physics

93, 8253 – 5.
9. D.Y. Park, N.V. Myung, M. Schwartz, K. Nobe (2002), “Nanostructured
magnetic CoNiP electrodeposits: Structure – property relationships”,
Electrochimica Acta, 47, 2893.
10. E. T. de Laceisserie, D. Gignoux, M. Schlenker (2002), “Magnetism”, Kluwer
Academic publicshers.
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thái

Ng-êi h-íng dÉn: TS. Lª TuÊn Tó
51
11. H.Zeng, R.Skomski, L.Menon, Y.Liu, S.Bandyopadhyay, D.J.Sellmyer (2002),
Phys.Rev, B 65. 134426.
12. Hurst, M.J., Payne, E.K., Qin, L. and Mirkin (2006), “Multisegmented one-
dimensional nanorods prepared by hard-template synthetic methods”,
Angewandte Chemie, International Edition , 45, 2672 – 92.
13. K.H.Xue, G P.Pan, M H.Pan, G H.Wang (2003), “Superlattices”,
Mỉcrostruct, 33-119-129.
14. Landeros P, Allende S, Escrig J, Salcedo E, Altbir D
and
Vogel E ( 2007),
Appl. Phys. Lett, 90-
102501.

15. Laroze D, Escrig J, Landeros P, Altbir D, Vazquez M
and
Vargas P (2007),
Nanotechnology,18 -
415708

16. Lee, K.B.Park, S., and Mirkin (2004), “Multicomponent magnetic Nanorods for

biomolecular separations”, Angewandte Chemie, International Edition, 43,
3048–50.
17. Le Tuan Tu, Nguyen Huu Duc, Jong-Ryul Jeong, CheolGi Kim (2008),
“Influence of Working Pressure on magnetic properties of Tb
(Fe0.55Co0.45) 1.5 thin films”, J. of Magnetics , 13, 160.
18. Liu, M., Lagdani, J., Imrane, H., Pettiford, C., Lou, J., Yoon, S., Harris,
V.G., Vittoria, C. and Suna (2007), “Self-assembled magnetic nanowire
arrays”, Applied Physics Letters , 90, 103105.
19. Maurice, J.L.Imhoff, D.Etienne, P.Durand, O.Dubois, S.Piraux, L.George,
J.M.Galtier, P. and Fert (1998), “ Microstructure of magnetic Metallic
superlattices grown by electrodeposition in membrane nanopores”, Journal
of Magnetism and Magnetic Materials, 184, 1–18.
20. M.Beleggia, S.Tandon, Y.Zhu, M.De Graef (2002), J.Magn Mater 278-270
21. M.Vázqez, K.pirota, M.Hernádez-Vélez, V.M.Prida, D.Navas, R.San, F.Batallá
(2004), J.Appl. Phys, 95- 6642
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thái

Ng-êi h-íng dÉn: TS. Lª TuÊn Tó
52
22. Piraux, L., George, J.M., Despres, J.F., Leroy, C., Ferain, E., Legras, R.,
Piraux, L., George, J.M., Despres, J.F., Leroy, C., Ferain, E., Legras, R.,
Ounadjela, K. and Fert, A. (1994), “Giant magnetoresistance in magnetic
multilayered nanowires”, Applied Physics Letters, 65, 2484–6.
23. R.Hertel, J.Mangn (2002), Mater, 249/251
24. Salem, A.K., Searson, P.C. and Leong (2003), “Multifunctional nanorods for
gene delivery”, Nature Materials , 2, 668 – 71.
25. Sebastiaan van Dijken, Jerome Moritz, J. M. D.Coey, J. Appl (2005), Phys, 97-
063907.
26. Sharrock M P, J. Appl ( 1994) , Phys, 76
6413–8.

27.
S F.Chen, H.H. Wei, C P.Liu, C.Y.Hsu, J.C.A.Huang (2010),
Nanotechnology, 21- 425602.

28. Stiborova, H., Kostal, J., Mulchandani, A. and Chen (2003), “One-step metal-
affinity purification of histidine- tagged proteins by temperature-triggered
precipitation”, Biotechnology and Bioengineering , 82, 605 – 11.
29. Stoner E C and Wohlfarth E P (1948 ) Phil. Trans. R. Soc,
A
240
599

30. Sun, L., Hao, Y., Chien, C.L. and Searson, P.C. (2005), “Tuning the properties
of magnetic nanowires”, IBM Journal of Research and Development ,
49(1), 79–102.
31. Xin Jiang, Rai Moriya, Charles Rettner, and Stuart Parkin (2007), Science 16:
1553-1556.