Tóm tắt luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của ferit spinen niken chứa Zn, Cr và Y, La có kích thước nanomét

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Lương Ngọc Anh

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA FERIT
SPINEN NIKEN CHỨA Zn, Cr VÀ Y, La CÓ KÍCH
THƯỚC NANO MÉT

Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 62440123

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

Hà Nội- 2015


Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Nguyễn Phúc Dương
GS.TSKH. Thân Đức Hiền

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………

Có thể tìm luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu- Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam.


MỞ ĐẦU
1. Tình hình nghiên cứu: Ở Việt Nam, các hạt từ nano
ferit spinen đã thu hút đƣợc sự quan tâm của các cơ sở nghiên
cứu đặc biệt là Viện Khoa học Vật liệu (Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam) và Trung tâm Khoa học Vật liệu (Khoa Vật lý,
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội). Các
nghiên cứu tại các đơn vị nêu trên tập trung mạnh vào việc ứng
dụng các hạt nano trong ysinh, dẫn thuốc, xử lý chất thải hóa
học và sinh học và đã đạt nhiều kết quả khả quan trong việc đƣa
các hạt nano vào các ứng dụng. Tại trƣờng ĐHBK Hà Nội cũng
đã có nhiều nghiên cứu về các hạt nano ferit spinen nhƣ các hạt
ferit Mn, Co và Li. Nhóm nghiên cứu về hạt từ nano tại Thành
phố Hồ Chí Minh đang tiến hành các nghiên cứu về vai trò của
sự phân bố kích thƣớc và tƣơng tác giữa các hạt lên tính chất từ
bằng mô hình MonteCarlo.
2. Mục tiêu của luận án: Xây dựng phƣơng pháp đánh
giá sự phân bố cation trong mạng tinh thể của một số hệ hạt
nano ferit đơn pha đƣợc chế tạo bằng các phƣơng pháp tổng
hợp hóa học trong điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam. Phƣơng
pháp nghiên cứu này kết hợp phân tích các số liệu đo từ độ,
giản đồ nhiễu xạ tia X và thành phần hóa học. Các vấn đề
nghiên cứu đặt ra bao gồm: nghiên cứu xu thế phân bố ion
trong tinh thể của các hạt nano đƣợc chế tạo bằng các phƣơng
pháp hóa học khác nhau; đóng góp vào hiểu biết chung trong

việc kiểm chứng các mô hình lý thuyết và đƣa ra các lý giải về
ảnh hƣởng của sự phân bố ion lên mômen từ, nhiệt độ Curie,
nhiệt độ chuyển pha siêu thuận từ và tƣơng tác giữa các hạt.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu:
 Nhiễu xạ tia X, nhiễu xạ synchrotron: xác định cấu trúc tinh
thể, hằng số mạng và kích thƣớc tinh thể bằng phƣơng pháp
phân tích Rietveld.
 Phổ hấp thụ FT-IR, XANES, ICP-AES
 Hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua
(TEM) xác định hình thái và kích thƣớc hạt.
1


- Khảo sát các tính chất từ:
 Đo các đƣờng phụ thuộc của từ độ vào nhiệt độ sử dụng
VSM, từ kế tích phân trong từ trƣờng ± 1T và tại các nhiệt
độ trong khoảng 85900 K: nghiên cứu các chuyển pha
Curie, nhiệt độ siêu thuận từ, nhiệt độ bù trừ, mômen từ bão
hòa, mômen từ tự phát, lực kháng từ, ...
- Phân tích kết quả:
 Xác định phân bố cation đƣợc thực hiện dựa trên các phân
tích Rietveld các phổ nhiễu xạ. Các tính toán này sẽ giải
thích đƣợc các tính chất của hệ hạt nano đã chế tạo.
 Áp dụng tính toán lý thuyết để minh chứng cho các kết quả
thực nghiệm bằng mô hình trƣờng phân tử theo mẫu Néel để
đánh giá tƣơng tác và sự phân bố ion từ trong các phân
mạng của các hạt nano ferit.
 Sử dụng các mô hình lý thuyết phát triển cho các cấu trúc từ
có kích thƣớc nanomet để giải thích các hiện tƣợng từ trung
bình của cả tập hợp hạt: lý thuyết siêu thuận từ, mô hình

lõivỏ, sự tƣơng tác giữa các hạt…
4. Bố cục luận án: Luận án bao gồm 5 chƣơng
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về ferit spinen
Chương 2: Công nghệ chế tạo và phƣơng pháp nghiên cứu
Chương 3: Cấu trúc tinh thể, phân bố cation và tính chất của
ferit spinen NiZn có kích thƣớc nanomét.
Chương 4: Nghiên cứu chế tạo và các tính chất của ferit
spinen NiCr có kích thƣớc nanomét chế tạo
bằng phƣơng pháp solgel.
Chương 5: Ảnh hƣởng của pha tạp Y và La lên kích thƣớc
hạt, cấu trúc và tính chất từ của hệ hạt nano
NiR0,1Fe1,9O4 (R = Y, La).
Kết luận và kiến nghị
Danh mục các công trình công bố
Tài liệu tham khảo.
2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ FERIT SPINEN
1.1 Cấu trúc tinh thể của ferit spinen.
Công thức hóa học ferit spinen đơn giản (không chứa hơn hai
cation hóa trị khác nhau) có công thức: Me2+O2–Fe23+O32–
trong đó Me2+ là các ion Fe2+, Co2+, Ni2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+,
Cd2+ và Mg2+. Bán kính các ion Me2+ có giá trị từ 0,4 đến 1Å.
Tên gọi của ferit mang tên ion hóa trị hai. Ví dụ NiOFe2O3:
ferit niken, MnOFe2O3: ferit mangan, CoOFe2O3 ferit coban, …

Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể của ferit spinen a) vị trí bốn mặt,
b) vị trí tám mặt, c) cấu trúc lập phương của ferit spinen và d)

vị trí của các ion ở phân mạng A và B.
1.2 Các tính chất từ của ferit spinen
1.2.1 Tƣơng tác trao đổi
Theo Néel, với vật liệu ferit spinen có 3 loại tƣơng tác trao
đổi là tƣơng tác trong cùng một phân mạng AA, BB và giữa
hai phân mạng AB với nhau. Tích phân trao đổi JAA, JAB, JBB
của cả ba tƣơng tác trên thƣờng có giá trị âm, các spin có định
hƣớng đối song song. Tuy nhiên, thông thƣờng tƣơng tác giữa
hai phân mạng AB là lớn hơn tƣơng tác của các ion trong
cùng một phân mạng AA và BB.
1.2.2 Mômen từ của ferit spinen
Theo mẫu Néel, các ion từ tính có hóa trị 2+ và 3+ trong
ferit ở hai vị trí A và B và tạo thành hai phân mạng từ A và B
3


tƣơng ứng. Mômen từ ở phân mạng A và B phân bố phản song
song. Tƣơng tác phản sắt từ giữa A và B là mạnh nhất.
Ví dụ về trật tự từ trong các phân mạng của ferit spinen đảo
đƣợc mô tả theo sơ đồ dƣới đây:

Mômen từ tính trên một phân tử từ theo công thức trên:

M  (5  m)B  5B   mB

1.2.3 Lý thuyết trƣờng phân tử về ferit spinen
Mômen từ của hai phân mạng A (MA) và B (MB) định hƣớng
đối song song nhƣng không bù trừ nhau. Mômen từ tự phát của
từng phân mạng thay đổi theo nhiệt độ đƣợc mô tả bằng hàm
Brillouin.

( )
{

( )

(

)

(

)

Mômen từ tổng tính theo mômen từ hai phân mạng:
⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗ .
Trường hợp không cộng tuyến: Thay thế các ion từ tính
bằng các ion không từ tính trong phân mạng A hoặc B sẽ làm
yếu tƣơng tác AB dẫn tới trƣờng hợp JAB  JBB hoặc JAB 
JAA, khi ấy xuất hiện cấu trúc góc giữa các mômen từ trong
ferit spinen. Góc này đƣợc gọi là góc Yafet-Kittel.
1.3 Dị hƣớng từ tinh thể
Năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể là dạng năng lƣợng có
nguồn gốc từ liên kết giữa mômen từ spin và mômen từ quỹ
đạo (liên kết spinquỹ đạo) và do sự liên kết của quỹ đạo điện
tử với sự sắp xếp của các nguyên tử trong mạng tinh thể (tƣơng
tác với trƣờng tinh thể). Dị hƣớng từ tinh thể mô tả định hƣớng
của độ từ hóa. Năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể đƣợc biểu diễn
4

bởi chuỗi các hàm liên quan tới góc giữa véctơ mômen từ và
trục dễ từ hóa.
1.4 Các đặc tính chủ yếu của vật liệu từ dạng hạt có kích
thƣớc nano mét.
 Dị hướng từ bề mặt:
Dị hƣớng bề mặt phụ thuộc vào kích thƣớc của hạt nano. Dị
hƣớng từ của một hạt hình cầu tính bằng công thức :
Keff = Kv + ( )Ks
trong đó Ks, Kv là hằng số dị hƣớng từ bề mặt và hằng số dị
hƣớng từ thể tích, d là kích thƣớc hạt nano.
 Cấu trúc lõi vỏ và mômen từ hạt nano:
Với giả thiết lớp vỏ không đóng góp mômen từ có độ dày là t,
sự phụ thuộc của mômen từ bão hòa hạt nano (Ms) vào độ dày
lớp vỏ đƣợc tính theo công thức:
Ms = Mkhối(

( )

)

(

trong đó d là đƣờng kính hạt nano, Mkhối là mômen từ bão hòa
của vật liệu khối.
 Nhiệt độ Curie:
Theo lý thuyết tỷ lệ kích thƣớc hữu hạn (finite–size scaling
theory), nhiệt độ chuyển pha Curie (TC) của hạt nano phụ thuộc
vào kích thƣớc theo biểu thức sau:

(

)
(

( )
)

(

)

trong đó d là kích thƣớc hạt, TC(khối) là nhiệt độ Curie vật liệu
khối, TC(d) là nhiệt độ Curie của hạt có kích thƣớc d, do là hằng
số, υ là số mũ của độ dài tƣơng quan.
 Mômen từ bão hòa phụ thuộc nhiệt độ theo hàm Bloch:
Cũng giống nhƣ vật liệu khối, ở các vật liệu từ có kích thƣớc
nano cũng có tính chất phụ thuộc của mômen từ vào nhiệt độ
theo hàm Bloch:
M(T) = M(0)(1- BTα).
5


 Siêu thuận từ
Có thể quan niệm vật liệu có tính chất siêu thuận từ là vật liệu
có đặc tính tƣơng tự nhƣ thuận từ ở nhiệt độ dƣới nhiệt độ
Curie hay nhiệt độ Néel. Các hạt siêu thuận từ thƣờng có kích
thƣớc nanomet. Nhiệt độ đặc trƣng của hiện tƣợng siêu thuận
từ là nhiệt độ khóa (TB – Blocking temprature):
TB=

 Lực kháng từ phụ thuộc kích thước hạt:
- Vùng đa đômen (M–D): kích thƣớc hạt lớn, chứa nhiều
đômen, quá trình từ hóa do việc dịch chuyển vách (chủ yếu) và
quay mômen từ. Lực kháng từ giảm khi d tăng.
- Vùng đơn đômen và đa đômen chồng lẫn nhau, nhƣng đơn
đômen là chủ yếu (Ds). Tại vùng này, Hc có giá trị cực đại.
- Vùng đơn đômen (S–D): với trạng thái bền, kích thƣớc đơn
đômen giảm và Hc giảm.
- Tại vùng (S–P): kích thƣớc hạt thỏa mãn tiêu chí siêu thuận
từ (SP) và lực kháng từ Hc bằng không.
1.5 Vật liệu ferit niken (NiFe2O4) có kích thƣớc nano mét
Các công trình đã công bố cho thấy công nghệ chế tạo ảnh
hƣởng đến cấu trúc, phân bố cation, tính chất từ. Kích thƣớc
hạt ảnh hƣởng trực tiếp tới mômen từ bão hòa, lực kháng từ,
nhiệt độ khóa, nhiệt độ Curie...
1.6 Ảnh hƣởng của nguyên tố pha tạp lên cấu trúc và tính
chất của vật liệu trên cơ sở ferit niken.
1.6.1 Ferit spinen Ni1-xZnxFe2O4
Khi tăng nồng độ thay thế ion Zn2+ trong cấu trúc ferit niken
làm tăng hằng số mạng, phân bố cation cho thấy ion Zn2+
thƣờng chiếm vị trí A, tăng mômen từ, giảm tƣơng tác A-B nên
nhiệt độ Curie giảm, lực kháng từ tăng. Kích thƣớc hạt ở thang
nanomét làm thay đổi các tính chất của vật liệu do hiệu ứng
giảm kích thƣớc nhƣ giảm mômen từ do lớp bề mặt hạt có
mômen từ bằng không, vật liệu có tính siêu thuận từ khi hạt
giảm xuống kích thƣớc tới hạn, ....
6


1.6.2. Ferit spinen NiCrxFe2-xO4

Khi thay thế ion Cr3+ cho Fe3+ trong cấu trúc ferit Ni làm
hằng số mạng giảm. Phân bố cation chỉ ra rằng vị trí Cr3+
thƣờng chiếm vị trí ở phân mạng B và khi nồng độ Cr cao một
lƣợng nhỏ ion Ni2+ và Cr3+ có thể chiếm cả vị trí phân mạng A.
Việc thay thế ion Fe3+ có mômen từ nguyên tử 5µB bằng ion
Cr3+ có mômen từ nguyên tử 3µB ở phân mạng B trong cấu trúc
vật liệu làm giảm mômen từ của phân mạng B, tƣơng tác trao
đổi giữa các phân mạng giảm đi dẫn đến nhiệt độ chuyển pha
TC giảm. Ở mẫu khối có nhiệt độ bù trừ ở những nồng độ pha
Cr cao. Lực kháng từ thay đổi theo nồng độ pha Cr.
1.6.3. Ferit spinen Ni-R (R = đất hiếm).
Các công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng với một hàm lƣợng
nhỏ đất hiếm pha tạp trong ferit spinen cũng làm thay đổi đáng
kể đến các tính chất từ và điện của mẫu. Các mẫu niken ferit
(NiRxFe2-xO4) pha tạp đất hiếm dạng khối đã đƣợc chế tạo
thành công bằng phƣơng pháp phản ứng pha rắn và phƣơng
hóa với các thành phần pha tạp x ≤ 0,1. Việc pha tạp này làm
cho hằng số mạng tăng lên do bán kính ion của các đất hiếm
lớn (~1Å). Ion đất hiếm khi vào cấu trúc vật liệu có thể gây ra
hiện tƣợng biến dạng cục bộ làm méo mạng tinh thể. Trong cấu
trúc này, ion đất hiếm thƣờng chiếm vị trí ở phân mạng B bởi
vì bán kính lỗ trống tám mặt lớn hơn bán kính lỗ trống ở phân
mạng A. Ngoài ra các ion đất hiếm còn làm ức chế sự phát
triển kích thƣớc hạt, các hạt pha tạp đất hiếm thƣờng có kích
thƣớc nano. Điện trở suất của ferit niken có thể đƣợc tăng
cƣờng thông qua việc pha tạp đất hiếm do vậy để đáp ứng các
ứng dụng của các vật liệu này ở vùng tần số cao ta có thể thay
đổi nguyên tố và hàm lƣợng của các đất hiếm thêm vào. Về
tính chất từ, khi thay thế một phần ion Fe3+ bởi các ion đất
hiếm trong mạng tinh thể sẽ xuất hiện thêm các tƣơng tác

ReFe và ReRe (cặp tƣơng tác 3d4e và 4f4f), các tƣơng tác
này rất yếu so với tƣơng tác FeFe (3d3d) dẫn đến sự suy
giảm của mômen từ và nhiệt độ Curie.
7


CHƢƠNG 2. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 Phƣơng pháp chế tạo hạt nano
2.1.1 Phƣơng pháp đồng kết tủa
Hỗn hợp dung dịch muối sau khi pha gồm NiCl2, ZnCl2,
FeCl3 với tỷ lệ mol [Ni2+]:[Zn2+]:[Fe3+] lần lƣợt là [1-x] :[ x ] :[
2 ] đƣợc trộn lẫn và khuấy đều với tốc độ 300 vòng/phút ở 80
°C. Sau đó dung dịch NaOH nồng độ 3M đƣợc nhỏ từ từ vào
hỗn hợp trên tới khi pH = 10. Sự kết tủa và hình thành hạt nano
diễn ra khi các muối kim loại chuyển đổi thành hydroxit. Hỗn
hợp dung dịch đƣợc giữ ở 95 °C trong suốt thời gian phản ứng.
Quá trình này đảm bảo việc chuyển đổi hydroxit thành ferit
spinen. Sản phẩm là ferit spinen sau phản ứng đƣợc rửa sạch
bằng nƣớc khử ion đến khi đạt pH = 7 và sấy khô ở nhiệt độ
100 °C trong 12 giờ để làm bay hết hơi nƣớc. Hệ hạt tổng hợp
gồm các mẫu với các nồng độ pha tạp kẽm từ x = 0; 0,2; 0,4;
0,6 và 0,8 đƣợc ủ ở các nhiệt độ 600 °C, 800 °C và 1100 °C
trong không khí trong thời gian 5 giờ.
2.1.2 Phƣơng pháp sol-gel
Hòa tan các dung dịch muối đã chuẩn bị đƣợc sử dụng theo
đúng tỉ phần công thức [Ni2+]:[Cr3+]:[Fe3+] = [1]:[ x]: [(2-x)]
với x =0; 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 và 0,9 và axit Citric theo tỉ lệ :
VAC/ V(Fe3++ Ni2++ Cr3+) = 1:1. Khuấy 15-30 phút để cho các muối
và axit trong dung dịch đƣợc hòa trộn đồng đều. Điều chỉnh pH

=7 của dung dịch bằng dung dịch NH3. Dung dịch sau khi có
pH = 7 đƣợc gia nhiệt đến 80 °C. Khuấy từ với tốc độ
600vòng/phút trong vòng 1 giờ đến khi dung môi bay hơi và
gel dạng ƣớt hình thành. Sấy gel bằng lò điện ở 120 °C trong
24 giờ thu đƣợc aerogel. Nung sơ bộ aerogel (đốt gel) trong
không khí ở 350 °C trong 2 giờ thu đƣợc các xerogel. Nghiền
mịn xerogel bằng cối mã não trong khoảng 30 phút. Nung thiêu
kết các xerogel ở nhiệt độ 700 °C và 900 °C và 1100 °C trong
2 giờ thu đƣợc các hạt ferit spinen.

8


2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc và tính chất vật liệu
2.2.1 Phân tích nhiệt DTA-TGA
Các mẫu chế tạo đƣợc khảo sát trên thiết bị phân tích nhiệt
Setaram Labsys 18 tại Phòng TN Hóa vật liệu - Khoa Hóa học,
trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội
2.2.2. Nhiễu xạ tia X
Giản đồ nhiễu xạ tia X đo trên máy SIEMEN D5005 với
bƣớc sóng λ = 1,5406 Å, điện áp 40 kV, góc quét 2θ= 20°÷80°,
tốc độ quét 0,02o/s.
2.2.3. Nhiễu xạ synchrotron
Các mẫu trong luận án đƣợc đo ở Trung tâm nghiên cứu bức
xạ synchrotron tại Nakhon Ratchasima  Thái Lan. Các phép
đo sử dụng trong luận án này gồm đo nhiễu xạ tia X bằng
nguồn synchrotron (SXRD- Synchrotron X-Ray Powder
Diffaction) và phép đo phổ hấp thụ tia X sử dụng nguồn
syncrotron (XANES-X-ray absorption near edge structure) để
xác định hóa trị của các ion kim loại trong cấu trúc vật liệu.

2.2.4. Phân tích Rietveld
Số liệu thu đƣợc từ các thí nghiệm nhiễu xạ đƣợc phân tích
xử lý bằng phƣơng pháp Rietveld cho phép xác định chính xác
những thông tin về cấu trúc ở trật tự xa bao gồm nhóm không
gian, các thông số mạng, vị trí các nguyên tử trong các phân
mạng, phân bố cation ở các phân mạng, những thông số về biến
dạng ở cấp độ tinh thể, kích thƣớc trung bình của vùng tán xạ
đồng nhất và định lƣợng các pha trong mẫu. Sử dụng phần
mềm FullProf và MRIA các đỉnh nhiễu xạ Bragg đƣợc mô tả
bởi hàm phân bố Voigt bằng các hàm khớp Gauss hoặc
Lorentz. Độ chính xác của phƣơng pháp này đƣợc đánh giá
trên các tiêu chuẩn về độ tin cậy nhƣ hệ số bình phƣơng tối
thiểu (χ2) và thừa số tƣơng quan (Rwp).
2.2.5 Hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
Các ảnh TEM của vật liệu đƣợc chụp trên kính hiển vi điện
tử truyền qua JEOL-TEM 5410 NV đặt tại Viện Vệ sinh Dịch
tễ Trung Ƣơng, có điện thế từ 40÷100kV, độ phân giải đối với
9


điểm ảnh là 0,2 nm, đối với ảnh mạng tinh thể là 0,15 nm, độ
phóng đại đến 500.000 lần.
2.2.6. Hiển vi điện tử quét (SEM).
Ảnh SEM của các mẫu đƣợc chụp trên kính hiển vi điện tử
quét phát xạ trƣờng (FESEM) của hãng JEOL, có độ phóng đại
800. 000 lần đặt tại Viện AIST, Đại học Bách Khoa Hà Nội.
2.2.7. Phân tích phổ khối plasma (ICP-AES).
Mẫu đo tại Viện mỏ địa chất Hà Nội bằng thiết bị quang phổ
phát xạ liên kết cảm ứng Plasma (Inductive Couple Plasma
Atomic Emission Spectrometry - ICP-AES). Dải phổ:

1651050 nm, độ phân giải: <0,01nm, nhiệt độ plasma:
700°C  10.000°C, môi trƣờng kích thích: khí Ar.
2.2.8. Phổ kế biến đổi Furie hồng ngoại (FTIR)
Thiết bị đo sử dụng đặt tại Viện Công nghệ Hóa học, Trƣờng
ĐHBK HN. Phƣơng pháp phân tích theo phổ hồng ngoại dựa
trên hiệu ứng đơn giản là : các hợp chất hóa học có khả năng
hấp thụ chọn lọc nhiễu xạ hồng ngoại. Nhiễu xạ hồng ngoại có
bƣớc sóng nằm trong khoảng 2,525 µm hoặc vùng có số sóng
4000400 cm-1.
2.2.9. Nghiên cứu tính chất từ của vật liệu bằng từ kế mẫu rung
(VSM) và từ kế tích phân.
Các mẫu đo tính chất từ bằng hệ từ kế mẫu rung (VSM) và
từ kế tích phân trong dải nhiệt độ từ nhiệt độ nitơ lỏng đến trên
nhiệt độ Curie (85 K – 900 K). Từ trƣờng cung cấp  10 kOe,
độ nhạy thiết bị đo 10-2 đến 10-4 emu/g.
2.3. Kết luận chƣơng 2
Chƣơng 2 đã trình bày các công nghệ chế tạo mẫu mà tác giả
sử dụng trong luận án, các phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc,
tính chất của các hệ mẫu ferit spinen trên các thiết bị công nghệ
có độ chính xác cao. Các kết quả thực nghiệm, phân tích và
thảo luận sẽ đƣợc trình bày trong các chƣơng tiếp theo.

10


CHƢƠNG 3. CẤU TRÚC TINH THỂ, PHÂN BỐ
CATION VÀ TÍNH CHẤT CỦA FERIT SPINEL NiZn
CÓ KÍCH THƢỚC NANOMÉT
Chƣơng 3 đƣa ra các kết quả nghiên cứu và thảo luận đối
với hệ mẫu Ni1-xZnxFe2O4 (x= 0; 0,2; 0,4; 0,6 và 0,8).

3.1 Chế tạo mẫu Ni1-xZnxFe2O4 (x =0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8)
Bằng phƣơng pháp đồng kết tủa kết hợp ủ nhiệt.
3.2. Cấu trúc tinh thể và hình thái hệ hạt Ni1-xZnxFe2O4
Cấu trúc pha của các mẫu Ni1-xZnxFe2O4 (x= 0; 0,2; 0,4; 0,6
và 0,8) ủ nhiệt ở 600 °C, 800 °C và 1100 °C trong thời gian 5h
đƣợc nghiên cứu qua phổ nhiễu xạ tia X cho thấy mẫu là đơn
pha hoàn toàn ở nhiệt độ ủ 1100°C trong 5 giờ. Kích thƣớc tinh
thể trung bình tăng theo nhiệt độ ủ. Ở các mẫu ủ 1100 °C kích
thƣớc tinh thể ở khoảng vài chục đến vài trăm nano mét.

Hình 3.8. a) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hằng số mạng
(a) vào nồng độ pha Zn và (b) Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc
của kích thước tinh thể vào nhiệt độ ủ (DTa).
Các kết quả xử lý Rietveld cho thấy ion Zn2+ hoàn toàn ở
phân mạng A, ion Ni2+ chỉ chiếm vị trí ở phân mạng B còn các
ion Fe3+ chiếm vị trí ở cả hai phân mạng A và B. Công thức
tổng quát phân bố ion của hệ mẫu là (Fe1-xZnx){Ni1-xFe1+x}O4.
11


3.3. Sự phụ thuộc của mômen từ vào nhiệt độ hệ mẫu Ni1xZnxFe2O4

Hình 3.11. Đồ thị phụ thuộc của mômen từ bão hoà vào nhiệt
độ (MsT) của mẫu Ni1-xZnxFe2O4. Đường liền nét là kết quả
ngoại suy về 0 K theo hàm Bloch ở công thức (1.20). Đồ thị
hình nhỏ phía bên phải biểu diễn tỉ lệ Ms(T)/Ms(0) theo nhiệt
độ của các mẫu nano x = 0; 0,2 và 0,4 đã chế tạo, đường liền
nét là số liệu của mẫu khối theo công trình của Murthy .
Xác định mômen từ bão hòa và nhiệt độ Curie qua đồ thị
phụ thuộc của mômen từ bão hòa vào nhiệt độ của mẫu (hình

3.11). Số liệu về mômen từ bão hòa của mẫu hạt và mẫu khối
có xu thế biến thiên tƣơng tự nhau trong đó ban đầu Ms tăng
theo nồng độ Zn, đạt giá trị cực đại với x ở khoảng 0,5 và sau
đó giảm khi tiếp tục tăng nồng độ Zn. Sự biến đổi mômen từ
này đƣợc giải thích dựa trên hiệu ứng pha loãng từ do thay thế
các ion Zn vào phân mạng A.
Nhiệt độ Curie của các mẫu giảm từ 860 K xuống 375 K khi
nồng độ pha Zn tăng lên từ 0 đến 0,8. Nguyên nhân của hiện
12


tƣợng này là do khi tăng nồng độ pha ion phi từ tính Zn sẽ pha
loãng từ hay nói cách khác là giảm mômen trong phân mạng A
dẫn đến tƣơng tác trao đổi giữa hai phân mạng AB giảm nên
nhiệt độ TC giảm theo nồng độ Zn.
3.4. Tính toán mô hình trƣờng phân tử cho cấu trúc từ theo
mô hình cộng tuyến
Để minh chứng cho các kết quả thực nghiệm về tính chất từ
của hệ mẫu. Các tính toán trƣờng phân tử đƣợc thực hiện trên
các mẫu x = 0; 0,2; 0,4. Những mẫu này có cấu trúc từ cộng
tuyến ở vùng nhiệt độ tƣơng ứng trên 300 K và 400 K. Cơ sở
của các tính toán này sử dụng các số liệu đo từ các đƣờng cong
mômen từ phụ thuộc nhiệt độ (MsT) (Hình 3.14).
Các giá trị mômen từ của các phân mạng A (MA) và B (MB)
ở các nhiệt độ khác nhau đƣợc xác định dựa trên hàm Brillouin.
Mômen từ tổng tính theo công thức M = MB - MA, đối số của
hàm Brillouin có chứa các hệ số trƣờng phân tử Hij = Nij.Mj (i,
j = A hoặc B), trong đó Nij là hệ số trƣờng phân tử. Các tính
toán này sử dụng các kết quả về phân bố cation từ phƣơng pháp
xử lý Rietveld ở Bảng 3.1. Các kết quả tính toán và làm khớp

cho các thông số tin cậy về hệ số trƣờng phân tử các phân
mạng từ NAA, NBB, NAB.
3.5. Kết luận chƣơng 3
- Hệ mẫu hạt Ni1-xZnxFe2O4 (x = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8) đơn pha
có kích thƣớc nanomét.
- Ion Zn2+ nằm hoàn toàn ở phân mạng A, ion Ni2+ chiếm vị trí
ở phân mạng B và ion Fe3+ phân bố ở cả hai vị trí A và B.
- Các tính chất từ đã đƣợc giải thích qua phân bố cation từ các
tính toán Rietveld.
- Áp dụng mô hình trƣờng phân tử đã minh chứng cho các kết
quả thực nghiệm theo đó hệ số tƣơng tác trao đổi trong cùng
phân mạng và giữa hai phân mạng A và B đều giảm khi tăng
nồng độ Zn.

13


CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ CÁC TÍNH
CHẤT CỦA FERIT SPINEN NiCr CÓ KÍCH THƢỚC
NANOMÉT
Chƣơng 4 trình bày các đặc trƣng về cấu trúc tinh thể, sự
ảnh hƣởng của phân bố cation đến các tính chất hệ hạt nano
NiCrxFe2-xO4 (x =0; 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9) chế tạo bằng
phƣơng pháp sol-gel sẽ đƣợc thảo luận. Sở dĩ chúng tôi chọn
nồng độ thay thế Cr từ x = 0 đến x = 0,9 là do theo các nghiên
cứu trƣớc đây, ở dải nồng độ này trật tự từ tuân theo theo mô
hình cộng tuyến.
4.1. Quy trình chế tạo mẫu
Hệ mẫu đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp sol-gel.
4.2. Kết quả phân tích nhiệt DTA-TGA

Từ các kết quả DTA-TGA chúng tôi chọn các nhiệt độ
nung bắt đầu từ 700°C trong 2 giờ để khảo sát về cấu trúc và
các tính chất của hệ mẫu này.
4.3. Các đặc trƣng cấu trúc của mẫu hạt nano NiCrxFe2-xO4
Các mẫu hạt thu đƣợc sau khi đem ủ ở nhiệt độ 700C,
900C và 1100C trong 2 giờ đƣợc tiến hành đo nhiễu xạ tia X.
Chỉ có các mẫu ủ ở 1100C trong 2 giờ cho thấy chúng hoàn
toàn đơn pha và có sự dịch vạch nhiễu xạ (hình 4.3).

Hình 4.3. Phổ XRD hệ mẫu NiCrxFe2-xO4 chế tạo bằng phương
pháp sol-gel ủ nhiệt 1100 °C trong 2 giờ.
14


Các mẫu có thành phần x =0,7 và x =0,9 đƣợc phân tích
bằng các phổ SXRD.

Hình 4.5. Phân tích Rietveld phổ nhiễu xạ synchrotron (SXRD)
mẫu NiCr0,7Fe1,3O4 và NiCr0,7Fe1,3O4.
Kết quả xử lý Rietveld cho thấy (hình 4.5), hằng số mạng có
xu hƣớng giảm khi thành phần thay thế Cr tăng lên, độ lớn
hằng số mạng (a) giảm từ 8,3427 Å với mẫu x = 0 xuống 8,305
Å đối với mẫu x = 0,9 (các dữ liệu XRD) hoặc từ 8,3172 Å với
mẫu x = 0,7 xuống 8,3159 Å với mẫu x = 0,9 (các dữ liệu
SXRD).
Kết quả phân bố cation cho thấy, ion Cr3+ chỉ chiếm vị trí B.
Ion Ni2+ chủ yếu chiếm vị trí B nhƣng có một lƣợng nhỏ ở vị
trí A.
Quan sát qua ảnh TEM (hình 4.6) có thể thấy rằng hầu hết
các hạt có hình dạng đa giác lồi, chúng kết đám lại với nhau và

có kích thƣớc tinh thể khoảng 15 nm – 65 nm.

Hình 4.6. Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt mẫu x=0,9
15


4.4. Tính chất từ
Mômen từ phụ thuộc từ trƣờng của các mẫu đƣợc đo ở dải
nhiệt độ từ 88 K đến 900 K cùng từ trƣờng 10 kOe. Xu hƣớng
bão hòa xuất hiện ở từ trƣờng H  2 kOe và có mômen từ tăng
chậm theo chiều tăng của từ trƣờng ngoài. Hình 4.8 là đồ thị
phụ thuộc của mômen từ tự phát vào nhiệt độ và giá trị mômen
từ ngoại suy ở 0K.

Hình 4.8. Đồ thị biễu diễn mômen từ tự phát phụ thuộc nhiệt
độ (MsT), đường liền nét là đồ thị ngoại suy theo hàm Bloch.
Nhiệt độ Curie giảm khi nồng độ thay thế Cr tăng. Ở các mẫu
có thành phần x =0; 0,3; 0,5; 0,6 và 0,7 đồ thị MsT có dạng hàm
Weiss. Khi nồng độ Cr tăng tới x =0,9 tại T=400 K xuất nhiệt độ
bù trừ (Tcomp.).
Mômen từ của các mẫu hạt nano đã chế tạo đều thấp hơn giá
trị mômen từ theo mẫu Néel tính theo phân bố cation từ các kết
quả Rietveld. Bảng 4.2 liệt kê sự suy giảm mômen từ mẫu chế
tạo bằng phƣơng pháp sol-gel so với mẫu Néel, các giá trị này
nhỏ hơn khoảng 5,5% đến 11,5%.
Áp dụng lý thuyết trƣờng phân tử của hai phân mạng từ tƣơng
tự nhƣ chƣơng 3. Kết quả cho thấy ở các mẫu x ≤ 0,8 từ độ của
16

phân mạng B (MB) lớn hơn từ độ phân mạng A (MA) trong toàn
dải nhiệt độ từ 0 K đến nhiệt độ Curie (TC), tuy nhiên ở mẫu x
=0,9 các đƣờng cong có giá trị MAT và MBT chồng lên nhau
(MA = MB) tại điểm nhiệt độ bù trừ Tcomp.. Các kết quả này đã
minh chứng cho các kết quả thực nghiệm đã nêu ở trên. Độ lớn
của các hệ số trƣờng phân tử có xu hƣớng biến đổi tƣơng đối
tuyến tính với nồng độ thay thế Cr. Điều này chứng tỏ mô hình
tính toán có độ tin cậy cao. NAB là lớn hơn NAA và NBB, nghĩa
là tƣơng tác giữa hai phân mạng AB chiếm ƣu thế.

Hình 4. 1. Mômen từ phụ thuộc nhiệt độ các phân mạng và
mômen tổng của hệ mẫu nano NiFe2-xCrxO4 (x = 0,7 và 0,9)
tính theo mô hình trường phân tử.
Hiện tƣợng giảm tƣơng tác giữa hai phân mạng AB là
nguyên nhân làm giảm nhiệt độ Curie (TC) của mẫu hạt nano.
4.5. Kết luận chƣơng 4
- Các kết luận chƣơng 4
17


CHƢƠNG 5. ẢNH HƢỞNG CỦA PHA TẠP Y VÀ La
LÊN KÍCH THƢỚC HẠT, CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT
TỪ CỦA HỆ HẠT NANO NiR0.1Fe1,9O4 (R = Y, La)
Nội dung chƣơng 5 đề cập đến các nghiên cứu cấu trúc và các
tính chất của hệ vật liệu ferit niken pha tạp đất hiếm
NiR0,1Fe1,0O4 (R =Y, La) bằng phƣơng pháp sol-gel. Các ion
đất hiếm đƣợc lựa chọn là yttri (Y3+) và lantan (La3+) là các ion
không từ tính. Việc lựa chọn nhƣ vậy giúp ta bỏ qua đƣợc các
tƣơng tác giữa đất hiếm và kim loại chuyển tiếp và do đó việc
nghiên cứu sự chiếm chỗ của các ion pha tạp trong mạng tinh

thể thông qua các phép đo từ sẽ trở nên thuận tiện hơn. Các
phƣơng pháp thực nghiệm khác nhau về phân tích thành phần
hóa học, hình thái học, trạng thái hóa trị, vị trí của các cation
trong tin thể và các tính chấ từ đã đƣợc tiến hành và đƣa ra ở
chƣơng này của luận án.
5.1. Quy trình tổng hợp mẫu NiR0,1Fe1,9O4
Tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp chế tạo hạt nano ferit NiCrxFe2O
x 4, quy trình tổng hợp mẫu NiR0,1Fe1,9O4 chỉ khác ở các hóa
chất ban đầu và tỉ lệ giữa axít citric và các muối kim loại. Mẫu
đƣợc ủ nhiệt ở 600 °C và 800 °C và 1100 °C trong 5 giờ.
5.2. Các đặc trƣng cấu trúc của hệ hạt nano NiR0,1Fe1,9O4
5.2.1. Phổ XRD và SXRD.

Hình 5.4. Phổ SXRD mẫu NiY0,1Fe1,9O4 và NiLa0,1Fe1,9O4 xử lý
bằng phương pháp Rietveld.
18


Kết quả xử lý Rietveld từ dữ liệu XRD và SXRD cho thấy
các mẫu ủ nhiệt ở 600 °C trong 5 giờ hoàn toàn đơn pha và có
cấu trúc cubic thuộc nhóm không gian Fd3m với các nguyên tử
ôxy tại vị trí 32e(X,X,X), phân mạng A ở 8a (1/8,1/8,1/8) và
phân mạng B ở 16d (1/2,1/2, 1/2). Kết quả cho thấy hằng số
mạng (a) tăng nhẹ khi pha tạp các ion Y3+ và La3+.
Bảng 5. 1. Thông số vi cấu trúc xử lý bằng Rietveld phổ nhiễu
xạ tia X của mẫu NiFe2O4 và NiR0,1Fe1,9O4 (R =Y,La) chế tạo
bằng phương pháp sol-gel ủ nhiệt 600°C/5 giờ.
Mẫu
NiFe2O4
NiFe1,9Y0,1O4 NiFe1,9La0,1O4

a (Å)
8,3343
8,3408
8,3376
3
V (Å )
578,90
580,27
579,61
DXRD (nm)
13,2
6,8
6,6
x(O)
0,2577
0,2562
0,2555
Phân mạng A
Ni0,09Fe0,91 Ni0,12Fe0,88
Ni0,18Fe0,82
Phân mạng B
Ni0,91Fe1,09 Ni0,88Y0,1Fe1,02 Ni0,82La0,1Fe1,08
Rwp (%)
12,7
12,8
10,7
χ2

1,65
1,43

1,36
Xử lý Rietveld các dữ liệu nhiễu xạ cho thấy ion Ni2+ chiếm
vị trí cả ở A và B, các ion Y3+ và La3+ chỉ có ở vị trí B.
5.2.2. Phân tích ICPAES, XANES, FTIR, SEM & TEM.

Hình 5.5. Phổ hấp thụ của mẫu hạt nano NiY0,1Fe1,9O4 và
NiLa0,1Fe1,9O4 so sánh với mẫu chuẩn FeO và Fe2O3.
19


Kết quả phân tích định lƣợng từ phổ XANES chỉ ra rằng đối
với mẫu pha tạp La có chứa lƣợng ion Fe2+ với tỉ lệ Fe2+/Fe3+
cỡ 1,5%.
Bảng 5.3. Mật độ khối lượng (XRD), kích thước hạt trung bình
theo ảnh TEM (DTEM), tần số hấp thụ của phổ FTIR (υ1) và
thành phần của các nguyên tố trong cấu trúc đo bằng ICPAES.
Mẫu
DTEM υ1 (cm-1) [Ni]: [Fe] : [Re]
XRD
NiFe2O4
NiFe1,9Y0,1O4
NiFe1,9La0,1O4

(g/cm3)
5,35
5,38
5,46

(nm)
~20

~10
~10

584,3
589,0
596,8

1,01 : 1,99
1 : 1,89 : 0,11
0,99 : 1,91 : 0,1

Ở vùng tần số υ1 nằm trong khoảng 600 – 550 cm-1 có hấp
thụ hồng ngoại do dao động của liên kết giữa ôxi và ion kim
loại ở vị trí A gây ra, còn ở vùng tần số υ2 trong khoảng từ 450385 cm-1 là do dao động của liên kết ôxy và kim loại ở vị trí B
gây ra.

Hình 5.7. Ảnh TEM mẫu hạt nano e) NiY0,1Fe1,9O4
& f) NiLa0,1Fe1,9O4
Ảnh TEM của các hạt đã đƣợc phân tán bằng siêu âm trong
dung dịch hỗn hợp nhexan và cồn. Hình dạng của các hạt gần
với hình cầu với kích thƣớc phân bố trong khoảng từ 1530
nm, 614 nm và 617 nm tƣơng ứng cho các mẫu NiFe2O4,
NiFe1,9Y0,1O4 and NiFe1,9La0,1O4.
20


5.3. Tính chất từ
Các đƣờng cong từ trễ đƣợc đo ở dải nhiệt độ từ 87 K đến
trên nhiệt độ trật tự từ TC. Kết quả cho thấy, về hình dạng của
các đƣờng cong từ trễ của các mẫu hạt nano là tƣơng đối giống

nhau. Tuy nhiên có thể thấy mô men từ bão hòa của mẫu chƣa
pha tạp là lớn hơn so với các mẫu đã đƣợc pha tạp Y và La.
Lực kháng từ có xu hƣớng giảm khi nhiệt độ tăng và tiến tới
bằng không ở nhiệt độ 370 K, 258 K và 250 K của các mẫu
tƣơng ứng là NiFe2O4, NiFe1,9Y0,1O4 và mẫu NiFe1,9La0,1O4.
Giá trị của TB tăng khi kích thƣớc hạt nano tăng tƣơng ứng từ
5,8 nm với mẫu pha tạp La; 6,3 nm với mẫu pha tạp Y và 20
nm đối với mẫu chƣa pha tạp.
Bảng 5.4. Các thông số từ của hệ mẫu NiFe2O4 và
NiFe1,9R0,1O4 (R = Y, La) gồm mômen từ tự phát ngoại suy ở 0
K (mexp(0)), chiều dày trung bình của lớp vỏ phi từ hạt nano (t),
nhiệt độ Curie (TC), nhiệt độ blocking (TB), nhiệt độ tương tác
giữa các hạt khi mômen từ bằng 0 (To) và hằng số dị hướng từ
hiệu dụng (Keff). So sánh với giá trị mômen từ tính toán bằng
mô hình lý thuyết trường phân tử Néel (mtheo(0)) (m = mB −
mA).
mexp(0)

mtheo(0)

t

TC

TB

T0

Keff

(μB/f.u)

(μB/f.u)

(nm)

(K)

(K)

(K)

(104 erg/cm3)

NiFe2O4

2,08

2,78

0,92

860

370

210

13 (ở 370 K)

NiFe1,9Y0,1O4

1,53

2,45

0,72

810

258

140

82 (ở 258 K)

NiFe1,9La0,1O4

1,70

2,77

0,75

790

250

136

79 (ở 250 K)

Mẫu

Bảng 5.4 cho thấy các giá trị mômen từ thực nghiệm nhỏ hơn
so với lý thuyết. Hiện tƣợng này là do các spin từ ở lớp vỏ của
hạt nano có phân bố ngẫu nhiên làm cho mômen từ bị triệt tiêu
hoặc có thể do thay đổi trạng thái hóa trị của các cation từ.Giá
trị TC của các mẫu pha tạp Y và La thấp hơn so với mẫu không
pha tạp lần lƣợt là 50 K và 70 K. Giá trị TC giảm là do khi pha
21


tạp các ion phi từ Y3+ và La3+ vào vị trí B đã làm yếu đi tƣơng
tác siêu trao đổi giữa hai phân mạng A và B do hiện tƣợng pha
loãng từ.
Trạng thái siêu thuận từ xuất hiện khi mẫu chuyển trạng thái
từ feri từ sang siêu thuận từ. Giá trị TB đo đƣợc (hình 5.10) phù
hợp với nhiệt độ mà tại đó lực kháng từ giảm về 0 trong Hình
5.8 là 370 K đối với mẫu NiFe2O4, 258 K đối với mẫu pha tạp
Y và 250 K đối với mẫu pha tạp La. Giá trị của TB tăng khi
kích thƣớc hạt nano tăng tƣơng ứng từ 5,8 nm với mẫu pha tạp
La; 6,3 nm với mẫu pha tạp Y và 20 nm đối với mẫu chƣa pha
tạp.

Hình 5.10. Đồ thị ZFC - FC của mẫu NiFe2O4 và NiFe1,9R0,1O4
(R = Y, La) đo ở từ trường 100 Oe.
Hiệu ứng của việc giảm kích thƣớc cũng ảnh hƣởng đến sự
tăng lên của các hằng số dị hƣớng khi pha tạp các ion đất hiếm.
5.4. Kết luận chƣơng 5

- Các kết luận chƣơng 5
22


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Các kết quả của luận án:
1. Chế tạo thành công các hệ mẫu niken ferit spinen chƣa pha
tạp và pha tạp các ion Zn2+, Cr3+, Y3+ và La3+ bằng các phƣơng
pháp đồng kết tủa và sol-gel có kích thƣớc nano mét.
2. Dựa trên các số liệu đo nhiễu xạ tia X (XRD) và nhiễu xạ
synchrotron (SXPD) ứng dụng phép phân tích Rietveld đã chỉ
ra sự phân bố caton trong các ferit:
- Ion Zn2+ hoàn toàn ở phân mạng A, ion Ni2+ chỉ chiếm vị trí ở
phân mạng B còn các ion Fe3+ chiếm vị trí ở cả hai phân mạng
A và B. Công thức tổng quát cho phân bố cation của hệ mẫu
Ni1-xZnxFe2O4 là (Fe1-xZnx){Ni1-xFe1+x}O4.
- Ion Cr3+ chỉ chiếm vị trí B, ion Ni2+ chủ yếu ở vị trí B nhƣng
có một lƣợng nhỏ ở vị trí A còn ion Fe3+ chiếm vị trí ở cả hai
phân mạng A và B. Công thức tổng quát cho phân bố cation
của hệ mẫu NiCrxFe2-xO4 là (NiFe1-){Ni1-Fe1-x+Crx}O4.
- Các ion có bán kính lớn Y3+ và La3+ chiếm ở vị trí B trong khi
đó các ion Ni2+ đa phần nằm ở vị trí B và có một lƣợng nhỏ
phân bố ở vị trí A. Ion Fe3+ chiếm vị trí ở cả hai phân mạng A
và B. Công thức tổng quát cho phân bố cation của hệ mẫu
NiRxFe2-xO4 là (NiFe1-){Ni1-Fe1-x+R0,1}O4.
3. Áp dụng lý thuyết tƣơng tác hai phân mạng từ A và B của
Néel đã tính đƣợc sự phụ thuộc của mômen từ vào nhiệt độ của
ferit spinen và thấy rằng các kết quả tính toán lý thuyết khá
trùng hợp với các kết quả thực nghiệm. Các kết quả chỉ ra rằng
tƣơng tác giữa hai phân mạng A và B là lớn nhất. Sự biến đổi

hệ số trƣờng phân tử của các tƣơng tác là tƣơng đối tuyến tính
và giảm đi khi nồng độ thay thế của các nguyên tố Zn2+, Cr3+
và Re3+ tăng lên.
4. Thay thế ion Zn2+ trong Ni1-xZnxFe2O4 (x = 0; 0,2; 0,4; 0,6 và
0,8). Giá trị hằng số mạng tăng đều và nhiệt độ chuyển pha
Curie giảm đều khi tăng nồng độ Zn. Mômen từ bão hòa tăng
khi nồng độ Zn tăng đến khoảng x = 0,5 và sau đó giảm đi khi
tiếp tục tăng nồng độ Zn. Các xu thế biến đổi của các đại lƣợng
23