TÍNH CHẤT ĐIỆN - TỪ VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU MULTIFERROIC BaTi1-xMnxO3 TRONG PHA LỤC GIÁC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (653.4 KB, 6 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>TÍNH CHẤT ĐIỆN - TỪ VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU MULTIFERROIC </b>
<b>BaTi</b>
<b>1-x</b><b>Mn</b>
<b>x</b><b>O</b>
<b>3</b><b> TRONG PHA LỤC GIÁC </b>
<b>Nguyễn Thị Dung1<sub>, Nguyễn Viết Hoằng</sub>2<sub>, Nguyễn Văn Đăng</sub>1</b>
<i>1<sub>Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên </sub></i>
<i>2<sub>Trường Cao đẳng sư phạm Thái Nguyên </sub></i>
TÓM TẮT
Vật liệu multiferroic BaTi1-xMnxO3<b> ( x= 0.0 ; 0.07 ≤ x ≤ 0.12 ) (BTMO) </b>được chế tạo bằng phương pháp
phản ứng pha rắn. Ảnh hưởng của sự thay thế Mn cho Ti lên cấu trúc tinh thể, tính chất điện - từ và
quang học của vật liệu BaTi1-xMnxO3 đã được khảo sát chi tiết. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ
tia X cho thấy, khi Mn thay thế cho Ti, cấu trúc của vật liệu chuyển từ cấu trúc tứ giác (P4mm)
sang cấu trúc lục giác (P63/mmc). Tất cả các mẫu pha tạp đều đồng tồn tại cả tính chất sắt điện và
tính chất sắt từ ở nhiệt độ phịng. Kết quả đo từ độ phụ thuộc từ trường của các mẫu cho thấy, từ
độ bão hòa của các mẫu tại từ trường 2 Tesla tăng tuyến tính theo x. Ảnh hưởng của sự thay thế
Mn cho Ti lên tính chất dẫn và độ rộng vùng cấm của vật liệu cũng được chúng tôi khảo sát thông
qua phép đo phổ hấp thụ.
<i><b>Từ khóa: Vật liệu multiferroic, XRD, Hấp thụ ánh sáng, Từ độ </b></i>
MỞ ĐẦU*
Mặc dù được phát hiện rất sớm, vật liệu
BaTiO3 (BTO) với các tính chất điện, từ đặc
biệt vẫn là một đề tài nghiên cứu sôi nổi tại
các phịng thí nghiệm trên thế giới cũng như
tại Việt Nam. Nhờ cấu trúc perovskite đặc
trưng (ABO3), loại vật liệu này chứa đựng
nhiều tính chất lý thú về tính sắt điện (điện
mơi, áp điện...) và đã được đưa vào ứng dụng
trong một số thiết bị của nhiều ngành kỹ thuật
[1]-[5]. Gần đây, có nhiều cơng trình nghiên
cứu xét tới việc pha tạp các ngun tố có từ
tính như Fe, Mn, Ni, Co…vào vị trí của Ti để
vật liệu đồng tồn tại hai phân cực điện và
phân cực từ, nghĩa là vật liệu đồng biểu hiện
cả tính chất sắt từ và sắt điện (vật liệu
multiferroics) [2]-[6]. Do vật liệu
multiferroics, có thể dùng từ trường để điều
khiển tính chất điện của vật liệu hoặc ngược
lại, có thể dùng điện trường để điều khiển tính
chất từ nên nó mở ra khả năng ứng dụng to
lớn trong các ngành khoa học và công nghệ
như: khả năng thu nhỏ linh kiện, tăng mật độ
linh kiện, tăng tốc độ hoạt động và mở ra khả
năng chế tạo các linh kiện tổ hợp nhiều chức
năng trên cùng một chip... Do vậy, đây là một
hướng nghiên cứu hiện thu hút sự chú ý của
các nhà khoa học cả trong nghiên cứu lý
*
<i>Tel: 0983 009975, Email: </i>
thuyết và ứng dụng trong các thiết bị hiện đại.
Hiện nay, có rất nhiều cơng trình nghiên cứu
coi BaTiO3 là vật liệu nền lý tưởng trong ứng
dụng các hiệu ứng vật lý mới bằng cách pha
tạp vào vật liệu để điều khiển và làm thay đổi
các tính chất của chúng. Khi thay thế một
phần Ti bởi Mn, sự biến đổi mạnh về cấu trúc
sẽ làm cho tính chất của vật liệu thay đổi. Vấn
đề đặt ra là phải tạo ra được vật liệu có cấu
trúc ổn định và đồng tồn tại tính chất sắt điện
và sắt từ ở nhiệt độ phịng.
Trong bài báo này, chúng tơi trình bày một số
kết quả nghiên cứu về tính chất điện – từ và
quang học của vật liệu multiferroic BaTi
1-xMnxO3 (x= 0.0; 0,07 ≤x ≤ 0.12) trong pha lục
giác ở nhiệt độ phòng.
THỰC NGHIỆM
Các mẫu đa tinh thể BaTi1-xMnxO3 (x = 0.0;
0,07 ≤ x ≤ 0.12) được chế tạo bằng phương
pháp phản ứng pha rắn. Các hóa chất ban đầu
là: MnO2, BaCO3, TiO2 với độ sạch trên
99,99% sau khi cân theo đúng hợp thức danh
định được nghiền trộn bằng cối mã não, ép
viên và nung sơ bộ ở nhiệt độ 10500
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
xạ kế SIEMENS D5000 với bức xạ CuKα (λ =
1,5406 Ǻ). Ảnh SEM của mẫu để khảo sát
kích thước hạt được thực hiện trên kính hiển
vi điện tử quét FE-SEM S-4800 của hãng
Hitachi. Phép đo tính chất sắt điện được thực
hiện trên hệ đo Model LC10V của hãng
Radian Technologies- Mỹ. Phép đo từ được
thực hiện trên hệ đo các tính chất vật lý
PPMS 6000 tại Viện KHVL - Viện Hàn lâm
KH & CN Việt Nam. Phép đo phổ hấp thụ
trong vùng bước sóng từ 200 1200 nm được
thực hiện trên hệ đo ACO V-670 tại Khoa
Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hình 1 là kết quả đo giản đồ nhiễu xạ tia X
(XRD) của các mẫu trong khoảng góc 2 từ
20o đến 80o, với bước quét 0,02°. Kết quả cho
thấy, các đỉnh phổ có cường độ mạnh và rất
sắc nét chứng tỏ các mẫu hoàn toàn sạch pha,
kết tinh tốt và ít sai hỏng. Khi chưa pha tạp
(x=0.0) vật liệu BaTiO3 có cấu trúc tứ giác
thuộc nhóm khơng gian P4mm, giản đồ XRD
có đỉnh ở vị trí góc 2θ = 31.5o
có cường độ
lớn nhất so với các vị trí khác. Khi thay thế
Mn cho Ti với nồng độ 0.07 x 0.12, giản
đồ XRD cho thấy vật liệu có cấu trúc
perovskite và phù hợp với pha tinh thể lục
giác với nhóm đối xứng khơng gian
P63/mmc. Đối chiếu với thẻ chuẩn của
BaTiO3 ứng với cấu trúc lục giác ta tìm được
các đỉnh tương ứng với sự phản xạ của chùm tia
X trên các họ mặt phẳng như được chỉ ra trên
hình 1. Phổ XRD của các mẫu pha tạp trong
khoảng 0.07 x 0.12 thay đổi rất ít chứng tỏ
pha cấu trúc của vật liệu gần như ổn định và có
thể coi là đơn pha cấu trúc lục giác.
<b>Cư</b>
<b>ờng đ</b>
<b>ộ </b>
<b>(đ.v.t.y</b>
<b>) </b>
<b>Góc 2</b>
<b> (độ) </b>▪ (102) ▪ <sub>▪ </sub> ▪ ▪
▪
(103)
•
(104)
▪ (201)
▪
(203)
▪ (105)<sub>▪ </sub>(106)
(213) <sub>▪ </sub>(207)
▪
(118)
(109) (217) (312)
▪
•
(202)
(111)
(110)
• Tứ giác
▪ Lục giác
(100)
• ▪
(31
3
)
▪
(218
)
•
(3
01
)
• (3
10
)
▪ (226
)
▪
•
(204)
(200)
▪
•
(214)
(211)
(202)
▪
•
(220)
20
30
40
50
60
70
80
90
x = 0.00
x = 0.07
x = 0.08
x = 0.09
x = 0.10
x = 0.11
x = 0.12
<i><b>Hình 1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của hệ mẫu Ba(Ti</b></i>1-xMnx)O3 (x=0.0; 0.07≤ x ≤ 0.12)
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
(a) (b)
(c) (d)
<i><b>Hình 2. Ảnh SEM của một số mẫu đại diện của hệ BTMO (x=0.0 (a); x=0.07 (b); x=0.1(c); x=0.12(d))</b></i>
Các kết quả trên hình 2 (b,c,d) cho thấy, khi
nồng độ Mn thay thế cho Ti tăng mật độ hạt
và độ xếp chặt cũng tăng, biên hạt hình thành
rất rõ và các hạt tiếp xúc với nhau rất khít.
Đặc biệt, kích thước hạt trung bình của mẫu
tăng từ khoảng 1.5 m (x = 0.0) đến khoảng 4
m (x = 0.12). Theo [1] thì kích thước hạt của
vật liệu BTMO có ảnh hưởng mạnh tới hằng
số điện môi ở tần số thấp, hằng số điện mơi
tăng lên khi kích thước hạt giảm. Những kết
quả này cho phép chúng ta đưa ra nhận định
rằng khi 0.7 x 0.12 điện trở ở nhiệt độ
phòng của các mẫu BTMO sẽ giảm khi nồng
độ x tăng. Qui luật này cũng phù hợp với kết
quả của nhiều cơng trình đã cơng bố [3]-[7].
Các kết quả đo đường trễ sắt điện của một số
mẫu đại diện của hệ mẫu BTMO được trình
bày trên hình 3. Kết quả cho thấy, mẫu BTO
và các mẫu pha tạp đại diện cho hệ mẫu
BTMO (với 0.07 x 0.12) đều thu được
đường cong điện trễ đặc trưng của vật liệu sắt
điện ở nhiệt độ phòng. Từ dạng đường trễ
tương ứng với giá trị điện áp giữa hai cực của
mẫu là 300V, chúng ta chưa thể đánh giá và
xác định chính xác sự thay đổi của độ phân
<i>cực cực đại (Pmax), độ phân cực dư (Pr</i>) và
<i>trường điện kháng (Ec</i>) của các mẫu. Tuy
nhiên, nếu so sánh với mẫu BTO ta thấy, các
<i>mẫu pha tạp có giá trị Pmax </i>tại điện trường đo
có xu hướng giảm nhưng trường điện kháng
<i>(Ec</i>) của các mẫu có xu hướng tăng lên, các
mẫu pha tạp vẫn tồn tại đặc trưng sắt điện
mạnh tương đương với mẫu BTO. Kết quả
này cũng phù hợp với một số kết quả được
công bố gần đây khi cho rằng: khi Mn thay
thế cho Ti đã thúc đẩy mạnh mẽ sự hình thành
<b>của pha lục giác có lợi cho tính sắt điện [1]. </b>
Hình 4 là kết quả đo đường cong từ trễ
M(H) của hệ mẫu, hình nhỏ bên trong hình 4
biểu diễn kết quả đo của mẫu BTO khi chưa
pha tạp. Kết quả cho thấy, khi chưa pha tạp
mẫu x = 0,0 thể hiện tính nghịch từ và có tính
sắt từ rất yếu ở vùng từ trường thấp. Khi pha
tạp Mn, từ độ bão hịa của mẫu tăng gần như
tuyến tính với nồng độ tạp chất. Tuy từ độ
<i>bão hịa tăng tuyến tính theo x, nhưng theo kết </i>
quả phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy các mẫu
chế tạo là sạch pha nên có thể khẳng định từ
độ của mẫu là do bản chất nội tại trong mẫu
quyết định, đóng góp vào từ tính của các pha
thứ cấp như các đám Mn, MnO2, Mn2O4...
được loại trừ. Đặc biệt, trong pha lục giác
(với 0.07 x 0.12) thì các mẫu đều thể hiện
<i><b>tính sắt từ ở nhiệt độ phịng. </b></i>
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
các đặc trưng từ tính thu được trên hệ BTMO.
Theo đó, tính sắt từ của vật liệu BTMO có thể
có liên quan đến sự hình thành các
polarons từ liên kết tạo bởi các điện tử lân cận
(có nguyên nhân từ sự khuyết thiếu oxi trong
mẫu) và ion Mn4+<sub>. Theo chúng tơi, tính chất </sub>
từ của vật liệu BTMO khi 0.07 < x 0.12 có
nhiều nguyên nhân. Thứ nhất là sự đóng góp
vào từ tính của các nút khuyết trung gian có
nguyên nhân từ sự khuyết thiếu oxi trong
mẫu. Ngồi ra, từ tính của vật liệu BTMO
cũng phụ thuộc vào vị trí của các ion Mn, sự
thay đổi hóa trị và hiệu ứng méo mạng
an-Tellerr trong vật liệu. Ngoài sự biến đổi của
tỷ lệ ion của Mn3+
và Mn4+ trong mẫu theo
nồng độ thay thế x, vị trí của các ion Mn thay
thế vào vị trí của Ti cũng đóng vai trò quan
trọng vào từ tính của vật liệu. Theo [1],[8],
trong cấu trúc lục giác, các ion Mn có
thể chiếm các vị trí của Ti (1) và Ti (2) và
tương tác giữa các ion Mn ở hai vị trí này sẽ
quyết định tính chất từ của pha lục giác. Do
khoảng cách (hay độ dài liên kết) từ Ti (1)
đến O (1) lớn hơn khoảng cách từ Ti (2) đến
O (2) rất nhiều [9], nên tương tác trao đổi
giữa các ion Mn tại các vị trí Ti (1) và Ti
(2) cũng như tương tác trao đổi trực tiếp giữa
các ion Mn tại các vị trí Ti (1) với nhau là rất
yếu. Kết quả là, sự thay thế các ion Mn vào vị
trí Ti (1) chỉ đóng góp vào tính chất thuận từ,
chỉ có tương tác giữa các ion Mn tại các vị
trí Ti (2) với nhau là có thể đóng góp đáng kể
vào tính chất sắt từ của vật liệu.
Hình 5 trình bày kết quả đo phổ hấp thụ của
các mẫu. Chúng ta dễ dàng nhận thấy bờ hấp
thụ của mẫu BTO tại bước sóng khoảng 388
nm, do đó độ rộng vùng cấm của mẫu BTO có
thể được xác định gần đúng theo cơng thức:
)
(
1
.
3
)
(
19
,
1242
10
.
3
.
10
.
625
,
6 34 8
<i>eV</i>
<i>nm</i>
<i>hc</i>
<i>Eg</i>
trong đó λ là bước sóng hấp thụ. Kết quả này
phù hợp với các công bố về độ rộng vùng cấm
của BTO.
<i><b>Hình 3. Đường trễ sắt điện của một số mẫu đại diện cho hệ BTMO</b></i>
-0.12
-0.08
-0.04
0
0.04
0.08
0.12
100 V
200V
300V
(ii)
x = 0.04
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
100V
200V
300 V
P
(
C
/cm
2 )
x = 0.0
(a)
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
-300-200-100 0 100 200 300
100V
200V
300V
E (V/mm)
(iv)
x = 0.12
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
100V
200V
300V
(i)
x = 0.01
x= 0.07
(b)
x= 0.09
(c)
x= 0.12
(d)
Điện thế sử dụng (V) Điện thế sử dụng (V)
-300-200-100 0 100 200
300
<b>P (</b>
<b>C</b>
<b>/c</b>
<b>m</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
0.04
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2
x = 0.0
x = 0.07
x = 0.08
x = 0.09
x = 0.1
x = 0.11
x = 0.12
M
(e
mu
/g
)
H (kOe)
-5 -2.5 0 2.5 5
0
0.2
0.4
-0.2
-0.4
x = 0.0
<i><b>Hình 4. Đường cong từ trễ của các mẫu Ba(Ti</b></i>
<i>1-xMnx)O3 (với 0.0; 0.07 </i><i> x </i><i> 0.12) đo ở nhiệt độ phòng </i>
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
300 400 500 600 700 800 900 1000
x = 0.12
x = 0.11
x = 0.10
x = 0.09
x = 0.08
x = 0.07
x = 0.0
<b> (nm) </b>
<b>Đ</b>
<b>ộ </b>
<b>h</b>
<b>ấp th</b>
<b>ụ </b>
<b>(đ.</b>
<b>v.t</b>
<b>.y</b>
<b>) </b>
<i><b>Hình 5. Phổ hấp thụ của hệ mẫu BaTi</b>1-xMnxO3</i>
<i>(x=0.0; 0,07 </i><i> x </i><i> 0.12) đo ở nhiệt độ phòng </i>
Phổ hấp thụ cho thấy bờ hấp thụ của các mẫu
pha tạp mở rộng và dịch về phía bước sóng
dài khi nồng độ Mn thay thế cho Ti tăng.
Điều này có thể là do đóng góp của các trạng
thái tạp Mn gây ra. Đây cũng là một bằng
chứng thực nghiệm đáng tin cậy chứng tỏ Mn
đã đi vào cấu trúc, thay thế cho Ti trong vật
liệu BTO. Các trạng thái tạp trong vùng cấm
của vật liệu BTMO được hình thành trên cơ
sở các mức năng lượng của các điện tử 3d của
các ion Mn và các khuyết tật mạng tinh thể.
Từ đồ thị cho thấy có vẻ như bờ hấp thụ của
vật liệu giảm khi x tăng. Tuy nhiên, khi x tăng
cao rất khó có thể xác định chính xác bờ hấp
thụ. Khi nồng độ pha tạp tăng, vùng hấp thụ
gần như mở rộng trong toàn dải bước sóng
đo. Tức là các mẫu có khả năng hấp thụ toàn
bộ ánh sáng trong vùng khả kiến và một phần
trong vùng ánh sáng hồng ngoại. Sự mở rộng
bờ hấp thụ này có thể liên quan tới đóng góp
của các q trình chuyển dời giữa các trạng thái
năng lượng của ion tạp và chuyển dời mức tạp
lên vùng dẫn của vật liệu. Kết quả này có thể
liên quan đến mức năng lượng điện tử 3d của
ion Mn4+ trên trạng thái T2g (mức Eg trống).
KẾT LUẬN
Bằng phương pháp phản ứng pha rắn, chúng
tôi đã chế tạo thành công vật liệu BaTi
1-xMnxO3 (với x= 0.0; 0.07 ≤ x ≤ 0.12) hoàn
toàn sạch pha và đúng hợp thức danh định.
Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X cho
thấy hệ chuyển từ cấu trúc tứ giác sang cấu
trúc lục giác khi Mn thay thế cho Ti trong
mạng tinh thể. Kết quả khảo sát tính chất điện
từ của vật liệu cho thấy, tất cả các mẫu pha
tạp đều thể hiện sự đồng tồn tại tính chất sắt
điện và sắt từ ở nhiệt độ phòng. Trong khoảng
pha tạp (0.07 ≤ x ≤ 0.12) các mẫu có từ độ lớn
và tăng tuyến tính theo nồng độ Mn thay thế
cho Ti. Phép đo phổ hấp thụ cho thấy các ion
Mn đã thay thế cho Ti trong cấu trúc của vật
liệu BTO. Sự xuất hiện của các mức tạp chất
Mn kết hợp với các mức tạp do sự khuyết
thiếu ôxy, sai hỏng mạng... tạo nên sự chồng
chéo, mở rộng của các dải hấp thụ và làm
dịch bờ hấp thụ về phía sóng dài.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển
khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED)
trong đề tài mã số 103.02-2015.56 vàđề tài
Khoa học và Công nghệ cấp Đại học Thái
Nguyên mã số ĐH2014-TN07-06.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. N. V. Dang, The-Long Phan, T. D. Thanh, V.
D. Lam, and L. V. Hong, (2012), “Structural phase
separation and optical and magnetic properties of
BaTi1-xMnxO3<i> multiferroics”, J. Appl. Phys. 111, </i>
113913.
</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>
3. K.F. Wang, J.M. Liu and Z.F. Ren (2009),
"Multiferroicity: the coupling between magnetic
<i><b>and polarization orders", Advances in Physics 58, </b></i>
pp. 321-448.
4. R. Maier and J. L. Cohn (2002), "Ferroelectric
and ferrimagnetic iron-doped thin-film BaTiO3:
<i>Influence of iron on physical properties", J. Appl. </i>
<i><b>Phys. 92, pp. 5429-8. </b></i>
5. Yao Shuai, Shengqiang Zhou, Danilo Bürger,
Helfried Reuther, Ilona Skorupa, Varun John,
Manfred Helm, and Heidemarie Schmidt (2011),
"Decisive role of oxygen vacancy in ferroelectric
versus ferromagnetic Mn-doped BaTiO3 thin
<i><b>films", J. Appl. Phys. 109, pp. 084105-084113. </b></i>
6. M. Yamaguchi, K. Inoue, T. Yagi, Y.
Akishige (1995), "Soft Acoustic Mode in the
Ferroelectric Phase Transition of Hexagonal
<i><b>Barium Titanate", Phys. Rev. Lett. 74, pp. </b></i>
2126-2129.
7. Yuan-Hua Lin, Jiancong Yuan, Songyin
Zhang, Yi Zhang, Jing Liu, Yao Wang, and
Ce-Wen Nan (2009), "Multiferroic behavior observed
in highly orientated Mn-doped BaTiO3 thin films",
<i><b>Appl. Phys. Lett. 95, 033105-3. </b></i>
8. D. E. Angelescu and R. N. Bhatt (2002),
"Effective interaction Hamiltonian of polaron
<i>pairs in diluted magnetic semiconductors", Phys. </i>
<i><b>Rev. B 65, pp. 075211-8. </b></i>
9. Hidesada Natsui, Chikako Moriyoshi, Fumiko
Yoshida, Yoshihiro Kuroiwa, Tatsuya Ishii,
Osamu Odawara, Jianding Yu, and Shinichi Yoda
(2011), "Nanosized hexagonal Mn- and
Ga-doped BaTiO3 with reduced structural phase
<i><b>transition temperature", Appl. Phys. Lett. 98, </b></i>
132909-3.
10. J. M. D. Coey, M. Venkatesan, C.B.
Fitzgerald (2005), "Donor impurity band exchange
<i><b>in dilute ferromagnetic oxides", Nat. Mater. 4, </b></i>
pp.173-179.
N. T. Dang, D. P. Kozlenko, T. L. Phan, S. E.
Kichanov, N. V. Dang, T. D. Thanh, L. H. Khiem,
S. H. Jabarov, T. A. Tran, D. B. Vo, B. N.
Savenko (2016), “Structural Polymorphism of
Mn-Doped BaTiO3<i>”, Journal of Electronic </i>
<i>Materials 45 (5), pp 2477–2483. </i>
SUMMARY
<b>ELECTROMAGNETIC AND OPTICAL PROPERTIES OF BaTi1-xMnxO3</b>
<b>MULTIFERROICS IN HEXAGONAL PHASE </b>
<b>Nguyen Thị Dung1<sub>, Nguyen Viet Hoang</sub>2<sub>, Nguyen Van Dang</sub>1*</b>
<i>1</i>
<i>College of Sciences - TNU </i>
<i><b>2</b></i>
<i>Thai Nguyen Pedagogical College</i>
Multiferroic BaTi1-xMnxO3 ( x = 0.0; 0.07 ≤ x ≤ 0.12) materials were synthesized by the solid-state reaction
method. The influence of Mn substitution for Ti on the crystalline structure and the
electromagnetic and optical property of BaTi1-xMnxO3 samples were investigated. The obtained
X-ray diffraction patterns showed that the structure of the material sensitively depended on Mn
dopant content, x, and transformed gradually from the tetragonal (P4mm) phase to the hexagonal
(P63/mmc). All of the samples exhibit both ferroelectricity and ferromagnetism at room
temperature. The result of magnetization measurements showed that the saturation magnetization
at a magnetic field as high as 2 T linear depended on x. The substitution of Mn into Ti sites also
changes the conductivity of the material and impurity (acceptor) levels in the band gap, which can
be evident from the absorption spectra measured at room temperature.
<i><b>Keywords: Multiferroics, XRD, UV - visible spectra, magnetization </b></i>
<i> </i>
*
</div>
<!--links-->
