(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu cấu trúc và một số tính chất vật lý của vật liệu r 2 in (r,ho, tb)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA VẬT LIỆU R2In (R = Ho, Tb)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA VẬT LIỆU R2In (R = Ho, Tb)

Chuyên ngành: Vật lý Nhiệt
Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ THỊ KIM ANH

Hà Nội – Năm 2014

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Đỗ Thị Kim Anh,
ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn này. Cơ đã hết sức tận tình chỉ
bảo, hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng
nhƣ q trình làm luận văn.
Tơi cũng xin cảm ơn các thầy cô tại Khoa Vật lý – Trƣờng Đại học Khoa học
Tự nhiên, đặc biệt tại bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp. Ở nơi đây, tôi đã đƣợc truyền đạt
những kiến thức vô cùng quý báu, tạo tiền đề cho tôi làm luận văn này.
Và lời cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã ln ủng hộ,
động viên tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Hà Nội, ngày 1 tháng 1 năm 2014

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh


MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN ................................................................................................ 3
1.1 Cấu trúc tinh thể của hợp chất R2In ........................................................................... 3
1.2 Tính chất từ của hợp chất R2In................................................................................... 4
1.3 Cấu trúc từ của hợp chất R2In .................................................................................... 5
Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................................... 6
2.1 Vật liệu từ ................................................................................................................... 6
2.2 Hiệu ứng trƣờng tinh thể [1] .................................................................................... 10
2.3 Hiệu ứng từ nhiệt [5] ................................................................................................ 15
Chƣơng 3: CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ................................................... 19

3.1 Chuẩn bị mẫu ........................................................................................................... 19
3.2 Các phép đo .............................................................................................................. 22
3.2.1 Phép đo nhiễu xạ bột tia X ................................................................................. 22
3.2.2 Phép đo nhiễu xạ bột nơtron.............................................................................. 23
3.2.3 Phép đo từ độ [4] ............................................................................................... 24
3.2.4 Phép đo nhiệt dung ............................................................................................ 27
Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 28
4.1 Tính chất từ của hệ mẫu R2In (R = Ho, Tb) ............................................................. 28
4.2 Nhiệt dung của hệ mẫu R2In (R = Ho, Tb) .............................................................. 33
4.3 Cấu trúc tinh thể của hệ mẫu R2In (R = Ho, Tb) ..................................................... 35
4.3.1 Cấu trúc tinh thể của hợp chất Ho2In ................................................................ 36
4.3.2 Cấu trúc tinh thể của hợp chất Tb2In ................................................................ 37
4.4 Cấu trúc từ của hệ hợp chất R2In (R = Ho, Tb) ....................................................... 38


4.4.1 Cấu trúc từ của hợp chất Ho2In......................................................................... 38
4.4.2 Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Tb2In ................................................................. 41
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 44


DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
Trang
Bảng 1: Một số thơng số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong các
hợp chất R2In (với R = Dy, Er, Tb và Ho) ....................................................................... 4
Bảng 2: Một số thông số từ tính của hợp chất Ho2In .................................................... 30
Hình 1.1: Ô cơ sở của hợp chất R2In ............................................................................... 3
Hình 2.1: a) Sự sắp xếp các mômen từ nguyên tử trong vật liệu thuận từ. b) Đường
cong từ hóa của vật liệu thuận từ. c) Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của nghịch đảo độ cảm
từ 1/ của vật liệu thuận từ .............................................................................................. 7

Hình 2.2: a) Sự sắp xếp các mơmen từ trong vật liệu phản sắt từ ở T < TN khi khơng có
từ trường ngồi. b) Sự phụ thuộc nhiệt độ của nghịch đảo độ cảm từ 1/ của vật liệu
phản sắt từ ........................................................................................................................ 8
Hình 2.3: a) Sự sắp xếp các mômen từ trong vật liệu sắt từ khi T < TC. b) Sự phụ thuộc
nhiệt độ của từ độ bão hòa MS và nghịch đảo độ cảm từ 1/ của vật liệu sắt từ ............ 8
Hình 2.4: Mơ tả cơ chế của hiệu ứng từ nhiệt ............................................................... 16
Hình 2.5: Cách xác định ∆Tad và ∆Smag từ đồ thị của biến thiên entropy theo nhiệt độ
trong điều kiện từ trường H=0 và H 0. ........................................................................ 18
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý của Hệ nấu mẫu bằng phương pháp nóng chảy hồ quang tại
Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp .......................................................................................... 19
Hình 3.2: Minh họa vùng hồ quang ............................................................................... 20
Hình 3.3: Sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động phương pháp nhiễu xạ tia X ..................... 23
Hình 3.4: Mặt cắt buồng mẫu đo nhiễu xạ nơtron ......................................................... 24
Hình 3.5: Sơ đồ hệ đo từ độ ........................................................................................... 25
Hình 3.6: Hình dạng xung tín hiệu ................................................................................ 26


Hình 4.1: Sự phụ thuộc nhiệt độ của từ độ và nghịch đảo của độ cảm từ đối với hợp
chất Ho2In tại từ trường H = 1,0 kOe ............................................................................ 28
Hình 4.2: Sự phụ thuộc nhiệt độ của từ độ và nghịch đảo của độ cảm từ đối với hợp
chất Ho2In tại từ trường H = 0,1 kOe ............................................................................ 29
Hình 4.3: Các đường cong từ hóa đẳng nhiệt đối với mẫu Ho2In ................................. 31
Hình 4.4: Sự phụ thuộc của từ độ bão hòa vào nhiệt độ đối với mẫu Ho2In ................. 31
Hình 4.5: Sự phụ thuộc của từ độ vào nhiệt độ của hợp chất Tb2In tại từ trường H =
0,1 kOe [18] ................................................................................................................... 33
Hình 4.6: Sự phụ thuộc của nhiệt dung vào nhiệt độ đối với hợp chất Ho2In ............... 34
Hình 4.7: Sự phụ thuộc của nhiệt dung vào nhiệt độ đối với hợp chất Tb2In................ 35
Hình 4.8: Nhiễu xạ bột tia X của hợp chất Ho2In .......................................................... 36
Hình 4.9: Nhiễu xạ tia X của hợp chất Tb2In [18]......................................................... 37
Hình 4.10: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In ở trạng thái thuận từ tại 170 K ........ 38

Hình 4.11: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In tại nhiệt độ 2 K . Error! Bookmark not
defined.
Hình 4.12: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In thu được tại 45 K. ............................. 40
Hình 4.13: Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của thể tích ô cơ sở .......................................... 42
Hình 4.14: Hình ảnh phổ nhiễu xạ nơtron của hợp chất Tb2In tại 250 K (a) và 80 K (b)
........................................................................................................................................ 42


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

MỞ ĐẦU
Trong một thập kỷ gần đây, đã có sự bùng nổ trong nghiên cứu liên quan đến
các vật liệu làm lạnh từ, mà chủ yếu do phát hiện của hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ
(MCE) trong hợp chất Gd5Ge2Si2 vào năm 1997. Từ đó, hiệu ứng MCE đã đƣợc nghiên
cứu cho một số kim loại vơ cơ và các ơxit khác, trong đó bao gồm cả liên kim loại-đất
hiếm, hợp kim kim loại chuyển tiếp, ôxit mangan perovskite, hợp kim sắt từ (FM) có
hiệu ứng nhớ hình v.v.
Khi nghiên cứu về tính chất từ của các hợp chất R2In cho thấy chúng là vật liệu
thích hợp cho ứng dụng làm lạnh từ dựa vào hiệu ứng từ nhiệt (MCE). Để làm lạnh từ
điều quan trọng đối với các vật liệu từ là tồn tại biến thiên entropy từ lớn (

). Một

thông số quan trọng nữa là công suất làm lạnh tƣơng đối (RCP). Hiệu ứng từ nhiệt
khổng lồ (giant MCE) liên quan chặt chẽ với chuyển pha từ loại một (FOMT), điều này
đã đƣợc quan sát thấy trong các hệ vật liệu khác. Quá trình chuyển pha loại một thƣờng
tạo ra nhiệt, từ tính bất thuận nghịch đáng kể sẽ tiêu thụ cơng suất làm lạnh tƣơng đối
(RCP) của vật liệu từ lạnh và hạn chế các ứng dụng thực tế của chúng. Nhƣ vậy, cần

tìm kiếm vật liệu làm lạnh từ với MCE nghịch đảo lớn dựa trên quá trình chuyển pha từ
loại hai (SOMT). Hơn nữa, trong ứng dụng của thiết bị làm lạnh từ, cần thu đƣợc MCE
lớn trên một dải nhiệt độ rộng, tức là nửa độ rộng cực đại ( TFWHM) của đƣờng cong
T). Vì vậy, điều quan trọng là nghiên cứu vật liệu SOMT mới với biến thiên
entropy từ lớn đồng thời giá trị công suất làm lạnh (RC) và nửa độ rộng cực đại
( TFWHM) lớn.
Tuy nhiên, tính chất từ của các hợp chất R2In cũng chƣa đƣợc nghiên cứu một
cách chi tiết ở vùng nhiệt độ thấp. Do đó, trong luận văn này chúng tơi sẽ đề cập đến
một số tính chất vật lý cũng nhƣ cấu trúc từ của hợp chất R2In.
Nội dung của luận văn bao gồm các phần sau:

Ngành Vật lýNhiệt

1

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết
Chƣơng 3: Các phƣơng pháp thực nghiệm
Chƣơng 4: Kết quả và thảo luận
Kết luận

Ngành Vật lýNhiệt

2

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1.1 Cấu trúc tinh thể của hợp chất R2In
Các hợp chất R2In, trong đó R là kim loại đất hiếm, đƣợc kết tinh trong cấu trúc
lục giác loại Ni2In thuộc không gian nhóm P63/mmc [11]. Trong một ơ cơ sở có hai
đơn vị công thức, các nguyên tử đất hiếm nằm ở hai vị trí khác nhau: vị trí 2a và vị trí
2d (Hình 1.1), ở vị trí 2a (trên các cạnh của ô cơ sở) các nguyên tử đất hiếm đƣợc bao
quanh bởi các nguyên tử đất hiếm lân cận gần nhất. Ở vị trí 2d (nằm trong ơ cơ sở), các
nguyên tử đất hiếm có 3 nguyên tử In lân cận gần nhất. Các nguyên tử In nằm ở vị trí
2c (tâm của lăng trụ tam giác), bao quanh là các ion R3+ lân cận gần nhất. Tất cả các vị
trí của các nguyên tử In tƣơng đƣơng nhau về mặt cấu trúc.

Hình 1.1: Ơ cơ sở của hợp chất R2In

Ngành Vật lýNhiệt

3

Khóa 2010-2012

Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

1.2 Tính chất từ của hợp chất R2In
Tất cả các hợp chất R2In (trừ R = Ce, Pr) là chất sắt từ với nhiệt độ chuyển pha
tƣơng đối cao [8-13, 15, 16, 19-24]. Khi giảm nhiệt độ, độ từ hóa sẽ giảm hoặc tăng và
tới một nhiệt độ nào đó sẽ có sự thay đổi trong cấu trúc từ, điều này đƣợc giả thiết là do
xuất hiện trật tự phản sắt từ. Trong các trƣờng hợp R = Sm, Gd, Tb và Dy khi tiếp tục
hạ nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển pha TC sẽ xuất hiện trật tự phản sắt từ. Đối với
hợp chất Gd2In còn xuất hiện trạng thái từ giả bền trong pha phản sắt từ khi nhiệt độ ở
dƣới 99,5 K [11, 22].
Xung quanh nhiệt độ chuyển pha Curie TC còn xảy ra hiệu ứng từ nhiệt, hiện
tƣợng này đã đƣợc nghiên cứu cho hệ vật liệu R2In đƣợc tổng kết trong Bảng 1. Hiệu
ứng từ nhiệt trong hệ vật liệu R2In là khá lớn có thể xếp vào loại vật liệu có hiệu ứng từ
nhiệt khổng lồ, tuy nhiên nhiệt độ chuyển pha thấp (dƣới 200 K).
Bảng 1: Một số thông số về nhiệt độ chuyển pha Curie và hiệu ứng từ nhiệt trong
các hợp chất R2In (với R = Dy, Er, Tb và Ho).
(J.kg-1.K-1)

RCP (J.kg-1)

Mẫu vật liệu

TC (K)

Dy2In [6]

125

4

7,1

473

Er2In [14]

46

5

16

490

Tb2In [18]

165

5

6,6

660

2

3,5

200

5

11,2

360

2

5,0

-

Ho2In [17]

85

(T)

Mặt khác, dƣới tác động của các tác nhân bên ngồi (nhƣ áp suất) thì tính chất
trong hệ vật liệu R2In có sự thay đổi rõ rệt. Cụ thể: khi ta đặt áp suất cao lên hệ vật liệu

Ngành Vật lýNhiệt

4

Khóa 2010-2012

Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

sẽ dẫn đến tƣơng tác sắt từ lớn, đồng thời cản trở nhiệt độ trật tự phản sắt từ (TN); ở áp
suất trên 29,3 kbar chỉ tồn tại trạng thái sắt từ [24]. Do đó, tính chất từ của các hợp chất
này đƣợc đặc trƣng bởi sự cạnh tranh của tƣơng tác sắt từ và phản sắt từ giữa các ion
đất hiếm. Ngoài ra, dị hƣớng trƣờng tinh thể (CEF) cũng đƣợc đƣa vào để tính tốn,
giải thích các đặc trƣng và giúp ta hiểu biết thêm t(401)(304)

(105) (310)

75

Al
(214)
(312)

(213)
(204)
(220)

(203)
(104)
(212)(300)
(301)

(210)
(211) (004)

25

(202)

20

(002)

(101)

2000

(100)

3000

(200)
(201)
(112)

4000
(102)
(110)

Intensity/120 sec

6000

1000

0
5

10

15

30

35

40

45

50 55
2 (deg.)

60

65

70

85

90

95

2 (độ)

Hình 4.10: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In ở trạng thái thuận từ tại 170 K

Ngành Vật lýNhiệt

38

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

b, Trạng thái trật tự tại 2 K
Từ phổ nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In đƣợc đo tại 2 K (Hình 4.11) cho
thấy đƣợc sự phân bố khác nhau của các đỉnh có nguồn gốc từ tính.
Đỉnh (002) cho thấy chỉ có sự đóng góp của một hạt nhân, phù hợp với cƣờng
độ đƣợc dự kiến cho cấu trúc tinh thể đƣợc xác định bằng nhiễu xạ bột tia X trong
nhóm khơng gian P63/mmc.
Phân tích Rietveld cho ta xác định đƣợc mơmen từ của hai nguyên tử Ho trong
một ô cơ sở. Các mơmen từ Ho đƣợc xác định là µ1 = 9,0 µB và µ2 = 8,8 µB tƣơng ứng
tại các vị trí Ho1 và Ho2. Hƣớng của các mơmen từ với trục c đƣợc xác định là ϕ =
410. Các hệ số độ tin cậy (Rwp), hệ số phù hợp S, hằng số mạng a, c lần lƣợt là 5,36 %,
2,3876, 5,3221 Å, 6,6682 Å.
8000
7000

T =2 K

 =1.6430 Å a =b =5.3221 Å c =6.6682 Å
1 =9.0 B 2 =8.8 B, =45.0o
Rwp =5.36 % S =2.3876
(102)
(110)

80

(400)(401)
(401) (304)

75

Al

(214)
(312)

(210)
(211)(004)

(105)(310)

2000

(202)

(200)
(201)
(112)

(002)

(100)

3000

(213)
(204)
(220)

Al

4000

(203)
(104)
(212)(300)
(301)

5000

(101)

Intensity/120 sec

6000

Al

1000
0
5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

85

90

95

22 (deg.)
(độ)

Hình 4.11: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In tại nhiệt độ 2 K

Ngành Vật lýNhiệt

39

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

c, Trạng thái trật tự tại 45 K
Nhiệt độ càng tăng, sự đóng góp từ của mẫu càng giảm, ta dễ dàng quan sát thấy
điều đó thơng qua đỉnh (102) của phổ nhiễu xạ nơtron đối với mẫu tại 45 K (Hình
4.12). Cƣờng độ của đỉnh giảm rõ rệt so với trƣờng hợp ở 2 K. Chính vì thế mà mơmen
từ đƣợc xác định có giá trị tƣơng ứng cho Ho1 và Ho2 bằng µ1 = 7,4 µB và µ2 = 7,0 µB.
Giá trị này giảm so với trƣờng hợp đo mẫu ở 2 K. Ta cũng xác định đƣợc các giá trị
Rwp = 5,32 %, S = 2,2772, a = 5,3267 Å, c = 6,6668 Å.
8000

7000

T =45 K
 =1.6430 Å a =b =5.3267 Å c =6.6671 Å
1 =7.4 B 2 =7.0 B, =30.0o
Rwp =5.32 % S =2.2772

Al

(210)

(203)

2000

(211)(004)

(200)
(201)
(112)

(002)

(100)

3000

Al

(202)

4000

(104)
(212)(300)
(301)

(102)
(110)

5000

(101)

Intensity/120 sec

6000

1000
0
5

10

15

20

25

30

35

40

45

50 55
2 (deg.)

60

65

70

75

80

85

90

95

2 (độ)

Hình 4.12: Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Ho2In thu được tại 45 K

Ảnh hƣởng của nhiệt độ không chỉ lên cấu trúc từ của mẫu Ho2In mà nó cịn ảnh
hƣởng lên cấu trúc tinh thể. Điều này hoàn toàn phù hợp với các kết quả đo từ. Ở dƣới
nhiệt độ TC vừa có chuyển pha cấu trúc (từ giả bền) vừa có chuyển pha trật tự từ. Sự
phụ thuộc vào nhiệt độ của thể tích ơ cơ sở đối với mẫu Ho2In đƣợc biểu diễn trong

Ngành Vật lýNhiệt

40

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

Hình 4.13. Ta thấy, ở dƣới nhiệt độ T < 45 K thể tích ô cơ sở giảm nhƣng vẫn lớn hơn
ở nhiệt độ phòng (lấy từ kết quả đo nhiễu xạ tia X) và tăng đạt giá trị cực đại tại T = 45
K. Khi nhiệt độ tăng thể tích ơ cơ sở giảm. Ở dƣới nhiệt độ chuyển pha TC thể tích ô cơ
sở lớn hơn thể tích trong pha thuận từ.

164.0
Ho2In
3

Volume unit cell (A )

163.8
163.6
163.4

163.2
163.0
0

100

200

300

Temperature
(K)
Nhiệt độ T(K)

Thể tích ơ cơ sở trong phép đo nhiễu xạ tia X
Thể tích ơ cơ sở trong phép đo nhiễu xạ nơtron
Hình 4.13: Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của thể tích ơ cơ sở
4.4.2 Nhiễu xạ nơtron của hợp chất Tb2In
Từ phép đo nhiệt dung, chúng tơi đã xác định các q trình chuyển pha từ của
hợp chất Tb2In tƣơng ứng ở 160 K và 50 K. Vì vậy, chúng tơi đã thực hiện phép đo
phổ nhiễu xạ nơtron đối với mẫu Tb2In tại nhiệt độ T = 250 K và 80 K.
Hình ảnh phổ nhiễu xạ nơtron trong trạng thái thuận từ (tại 250 K) đƣợc biểu
diễn trong Hình 4.14 (a), cho thấy Tb2In đơn pha và kết tinh trong cấu trúc lục giác loại

Ngành Vật lýNhiệt

41

Khóa 2010-2012

Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

Ni2In với nhóm khơng gian P63/mmc.
Nhìn vào hình 4.14, ta thấy cƣờng độ các đỉnh (102), (110) đo ở T = 80 K tăng
hơn so với trƣờng hợp đo ở nhiệt độ 250 K, chứng tỏ đóng góp từ trên mẫu tăng khi
mẫu ở trạng thái sắt từ.

(200)
(201)

4000
3500

(a)

2000

(102) (110)

2500
(002)

Cƣờng độ (a.u.)

3000

1500

1000
500
0
0

100

200

300

400

500

600

700

(200)
(201)

2Ɵ (độ)

4500

(b)

3500
2500

(102) (110)

3000
(002)

Cƣờng độ (a.u.)

4000

2000
1500
1000
500
0
0

100

200

300

400

500

600

700

2Ɵ (độ)

Hình 4.14: Phổ nhiễu xạ nơtron của hợp chất Tb2In tại 250 K (a) và 80 K (b)

Ngành Vật lýNhiệt

42

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

KẾT LUẬN
Sau thời gian thực hiện luận văn ở bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, chúng tôi thu
đƣợc một số kết quả sau:
1. Chế tạo đƣợc hệ mẫu R2In (R = Ho, Tb) đơn pha với cấu trúc lục giác loại Ni2In
thuộc nhóm khơng gian P63/mmc.
2. Đã khảo sát tính chất từ với hai chuyển pha thuận từ-sắt từ và chuyển pha trật tự
từ trong hợp chất R2In (R = Ho, Tb). Cụ thể:
-

Đối với Ho2In: chuyển pha thuận từ-sắt từ tại TC = 87 K, chuyển pha trật tự từ
tại Tt = 36 K.

-

Đối với Tb2In: chuyển pha thuận từ-sắt từ tại TC = 160 K, chuyển pha sắt từphản sắt từ tại TN = 50 K.

3. Kết quả đo nhiệt dung cũng đã chỉ ra sự xuất hiện của hai chuyển pha trong hợp
chất R2In (R = Ho, Tb). Đối với mẫu Ho2In bƣớc nhảy của nhiệt dung riêng ΔC
tại Tt bằng 2

. Dáng điệu

, trong khi tại TC bằng 20

của đƣờng nhiệt dung chỉ ra mẫu Ho2In thuộc chuyển pha loại I. Còn với mẫu
Tb2In thuộc chuyển pha loại II có bƣớc nhảy nhiệt dung ở TC = 160 K là
.
4. Phân tích Rietveld các phổ nhiễu xạ nơtron cho thấy các ngun tử Ho có
mơmen từ hiệu dụng bằng

và

tại 2 K;

và

tại 45 K

tƣơng ứng với hai vị trí Ho1 và Ho2. Hƣớng mômen từ hợp với trục c (trục lục
giác) là 410 tại 2 K. Tại 45 K, các mơmen từ quay về phía trục c.
5. Trong hợp chất R2In có xuất hiện hiệu ứng từ nhiệt (MCE) khổng lồ xung quanh
nhiệt độ chuyển pha Curie TC. Bằng phép đo các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt
ở các nhiệt độ khác nhau, ta có thể tính hiệu biến thiên entropy từ của hợp chất
R2In. Do điều kiện có hạn nên trong luận văn này chúng tôi chƣa đề cấp đến các

kết quả đó.

Ngành Vật lýNhiệt

43

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật liệu từ liên kim loại, NXB ĐHQG Hà Nội.
2. Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn: Cấu trúc và các tính chất của vật
rắn, NXB ĐHQG Hà Nội.
3. Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý các hiện tượng từ, NXB ĐHQG Hà Nội.
4. Trần Minh Tiến (2012), Nghiên cứu tính chất của hợp chất La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO3,
Luận văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà
Nội.
5. Vũ Thị Tuyến (2012), Tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt của hợp kim trên cơ sở
Heusler, Luận văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc
gia Hà Nội.
Tiếng Anh
6. A. Bhattacharyya, S. Chatterjee, S. Giri, S. Majumdar (2008), “Magnetic anomaly
and magnetocaloric effect in Dy2In”, Journal of Magnetism and Magnetic
Materials 321 (2009) 1828–1831.
7. A. Bhattacharyya, S. Giri, S. Majumdar (2011), “Field induced sign reversal of

magnetocaloric effect in Gd2In”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials
324 (2012) 1239–1241.
8. D. Gignoux, D. Schmitt, In: K.H.J. Buschow (Ed.) (1997), Handbook of Magnetic
Materials, vol. 10, Elsevier, Amsterdam, p. 260.
9. D. Ravot, F. Bour ́ e, T. Roisnel (1992), Phys B 180-181 119.
10. D. Ravot, O. Gorochov, T. Roisnel, G. Andr ́ , F. Bour ́ e, J.A. Hodges (1993), J.
Magn. Magn. Mater. 128 267.

Ngành Vật lýNhiệt

44

Khóa 2010-2012


Luận văn Thạc sĩ

Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

11. D.T.K. Anh, G. Nakamoto, T. Tsuji, M. Kurisu, Y. Andoh, T. Tsutaoka, N.
Achiwa, S. Kawano (2005), “Magnetic, specific heat and powder neutron
diffraction studies of Ho2In”, Physica B 381 (2006) 132-138.
12. H. Gamari-Seale, T. Anagnostopoulus, J.K. Yakinthos, J. Appl. Phys. 50 (1979)
434.
13. H. Umezaki, S. Kawano, N. Achiwa, T. Shibata, Annu. Rep. Res. Reactor Inst.
Kyoto Univ. 7 (1974) 94.
14. H. Zhang, B.G. Shen, Z.Y. Xu, J. Chen, J. Shen, F.X. Hu, J.R. Sun (2010), “Large
reversible magnetocaloric effect in Er2In compound”, Journal of Alloys and
Compounds 509 (2011) 2602–2605.
15. M. Forker, R. M ̈

ler, S.C. Bedi, M. Olzon-Dionysio, S. Dionysio de Souza

(2005), Phys. Rev. B 71 094404.
16. N.N. Delyagin, G.T. Mujiri, V.I. Nesterov (1989), Sov. Phys. JETP 69 1070.
17. Q. Zhang, J.H. Cho, B. Li, W.J. Hu, Z.D. Zhang (2009), Appl. Phys. Lett. 94
182501.
18. Q. Zhang, J.H. Cho, J. Du, F. Yang, X.G. Liu , W.J. Feng, Y.J. Zhang, J. Li , Z.D.
Zhang (2008), “Large reversible magnetocaloric effect in Tb2In”, Solid State
Communications 149 (2009) 396-399.
19. S. Kawano, H. Umezaki, T. Shibata (1974), Annu. Rep. Res. Reactor Inst. Kyoto
Univ. 7 99.
20. S. Parviainen, S. Penttil ̈ (1980), Phys. Stat. Solidi. (a) K119.
21. S. P. McAlister (1984), J. Appl. Phys. 55 2343.
22. S. P. McAlister (1984), J. Phys. F: Met. Phys. 14 2167.
23. W. Bazela, A. Szytula (1988), J. Less-Common Met. 138 123.
24. W.-L. Liu, M. Yamashita, M. Kurisu, H. Kadomatsu, H. Fujiwara (1987), J. Phys.
Soc. Japan 56 421.

Ngành Vật lýNhiệt

45

Khóa 2010-2012