Ferroelectric, Ferromagnetic and Multiferroic Materials - Seminar in SEP-HUST ©2018. Vu Tien Lam. All Rights Reserved.

1. VẬT LIỆU ĐA PHA SẮT ĐIỆN SẮT TỪ
GVHD: TS. Đặng Đức Dũng
SINH VIÊN THỰC HIỆN
1. Vũ Tiến Lâm – 20162335
2. Trần Đăng Ninh – 20163095
3. Nguyễn Huy Tuân – 20164311
4. Ngô Quang Vũ – 20164711

2. 06/15/2018 http://www.quangbaweb.com/wp-content/uploads/2016/03/csm_content-is-king_6aca5b1811.gif
Đặt vấn đề
Tổng quan
Lịch sử hình thành và phát triển
Ứng dụng
Kết luận
Nội dung

3. 06/15/2018
Đặt vấn đề
Giải pháp tìm kiếm
•Vật liệu sắt từ.
•Vật liệu sắt điện.
•Vật liệu đa pha sắt điện sắt từ.
Vật liệu bán dẫn pha từ thường
•Nồng độ hạt dẫn không cao
•Từ tính yếu (TCurie
< TP)
https://www.sematecsolucoes.com.br/wp-content/uploads/2016/02/CSD-image.jpg
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2016/aconsciousco.jpg
http://i0.wp.com/vanj.jp/wp-content/uploads/2017/02/Press-2.jpg?w=1920
Công nghệ vật liệu bán dẫn hiện nay
•Phổ biến, quan trọng.
•Phát triển không ngừng.

4. Tổng quan
06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Đặc điểm, Tính chất, Ứng dụng
Siêu thuận từ
Sắt từ
VL Phản sắt từ
Phản sắt điện
Sắt điện
Thuận điệnThuận từ
Nghịch từ

5. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Vật liệu Nghịch từ
▪ Không có mômen từ.
▪ Hiệu ứng vật lý lượng tử.
Vật liệu Phản sắt từ
▪ Có trật tự từ mà trong cấu trúc gồm 2
phân mạng từ đối song song, cân bằng
nhau về mặt giá trị.
Vật liệu Sắt từ
▪ Có mômen từ nguyên tử
lớn có khả năng tương tác
với nhau.
▪ Gồm vật liệu từ cứng và
vật liệu từ mềm.
Vật liệu Thuận từ
▪ Từ tính yếu.
▪ Hưởng ứng thuận
theo từ trường ngoài.
Vật liệu Siêu thuận từ
▪ Hiệu ứng kích thước.
▪ Là sự thắng thế của năng
lượng nhiệt so với năng
lượng dị hướng khi kích
thước của hạt quá nhỏ.
Vật liệu bán dẫn pha từ

6. 06/15/2018 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d7/HYSTERESIS.JPG
Vật liệu bán dẫn pha từ
Các domain từ, trong các domain, mômen từ hoàn toàn song song với nhau.
Đường cong từ trễ Nhiệt độ Curie của một số chất sắt từ
Chất sắt từ Nhiệt độ Curie (K)
Sắt (Fe) 1043
Côban (Co) 1388
Niken (Ni) 627
Gadolini (Gd) 292,5
Dysprosi (Dy) 88

7. 06/15/2018
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Phansattu1.PNG
https://hr.wikipedia.org/wiki/Paramagnetizam
Vật liệu bán dẫn pha từ
Cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ Nhiệt độ Néel một số chất phản sắt từ điển hình
Mô hình về cấu trúc mômen từ của chất thuận từ và dưới ảnh hưởng của từ trường
H
H
Chất phản sắt từ Nhiệt độ Néel (K)
Crôm (Cr) 308
FeO 298
MnO 116
NiO 525
CoO 291

8. 06/15/2018
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Ehysteresis.PNG
https://www.electrical4u.com/antiferroelectricity/
Vật liệu điện môi
Vật liệu
sắt điện
Vật liệu thuận
điện
Vật liệu
phản sắt
điện
▪ Là vật liệu thuộc họ sắt điện đầu tiên được
chế tạo và nghiên cứu
▪ Tính nhạy cảm điện môi
▪ Xảy ra ở một số chất điện môi có độ
phân cực điện tự phát.
▪ Hưởng ứng mạnh dưới tác dụng
của điện trường ngoài
▪ Dãy (tinh thể) được sắp xếp từ các
lưỡng cực điện
Sự sắp xếp lưỡng cực trong vật
liệu phản sắt điện với điện trường.
Đường cong điện trễ của chất sắt điện.
• Perovskite
• Nhóm hợp chất KxWO3
• Cấu trúc lớp nền Bismuth
• LiNbO3, LiTaO3
• Các hợp chất hữu cơ...

9. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Vật liệu đa pha sắt điện sắt từ
Nguyên lý Tính chất
Cấu trúc vật liệu Perovskite Phân loại

10. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Vật liệu đa pha sắt điện sắt từ
✓ Sắp xếp thành các cấu
trúc mong muốn với
kích thước cỡ nano mét;
✓ Được tổng hợp trong
phòng thí nghiệm
✓ Đồng nhất về thành phần;
✓ Thể hiện đồng thời tính chất hai
pha khác nhau.
✓ Phong phú;
✓ Hai pha: pha áp điện/sắt điện và pha từ giảo/sắt từ.
Vật liệu
Multiferroics

11. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Multiferroics
Materials
Một số phương pháp khác
❖ Phún xạ
❖ Hóa keo
❖ Thủy nhiệt
❖ Đồng kết tủa
…
Phương pháp nghiền phản ứng
❖ Phối trộn hai vật liệu sắt điện
có kích thước μm và sắt từ
nano.
 Chế tạo vật liệu dạng hạt cỡ
micro-nano.
Phương pháp Sol-gel
❖ Phân tán hai vật liệu thành
sol, già hóa thành gel, đun
nóng tạo sản phẩm
 Chế tạo vật liệu dạng gel
khối, gel khí, …
Phương pháp bốc bay
❖ Bay hơi hai vật liệu sắt
điện, sắt từ trong môi
trường chân không cao.
 Chế tạo vật liệu dạng
màng mỏng, sợi,…
Phương pháp chế tạo

12. 06/15/2018 https://nl.linkedin.com/in/rhsmid/de
LỊCH SỬ VẬT LIỆU MULIFERROICS
Tiếp tục phát triển
Ra đời
Tạp chí
Ferroelectrics
(1994)
Nghiên cứu Phát hiện mới
Phát triển
Lịch sử hình thành

13. 06/15/2018
https://www.customercommunity.com.au/images/bluemanicons/man-searching.png
https://vignette.wikia.nocookie.net/confidencias/images/9/97/Homem-interrogacao.png/revision/latest?cb=20150608020329&path-prefix=pt-br
Xu hướng phát triển
Xu hướng phát triển
Cải thiện vật liệu trong tự nhiên
Tìm kiếm vật liệu mới

14. 06/15/2018
http://www.pcworld.com.vn/files/articles/2015/1241056/nanteroram-web.png
https://farm4.staticflickr.com/3941/33336193434_2bd2d2b5f6_o.png
Ứng dụng
Tụ điện
Bộ nhớ sắt điệnPhần tử áp điện
Ứng dụng của vật liệu sắt điện
Vật liệu
sắt từ
Ứng dụng của vật liệu sắt từ
Nam châm vĩnh cửu
Lõi sắt từ
Ổ đĩa cứng
Đầu đọc ổ đĩa
Thẻ từ
Hiệu ứng từ
Ống dẫn sóng
Piezo Sensor Máy chụp ảnh nhiệtk
Vật liệu
sắt điện

15. 06/15/2018
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Hard_disk_platter_reflection.jpg
http://phanmemvietshop.com/images/gianhang/755276_1124734668_757120_505405607%5Etemmem.jpg
http://abbkinhbac.vn/wp-content/uploads/2016/09/may-bien-ap-dau-abb.jpg
Ứng dụng
Nam châm vĩnh cửu
Linh kiện công nghiệp
Thiết bị từ
Cảm biến từ
Viễn thông
La bànHàng tiêu dùng
Lưu trữ dữ liệu
Chụp MRI
Máy biến thế
Tem từ mềm

16. 06/15/2018
http://redstarvietnam.com/media/product/17684_7.jpg
https://ducthe.files.wordpress.com/2011/08/mram.jpg
http://anphaco.com.vn/upload/images/lutron/may-do-dien-truong-tu-truong/MG-3003SD-500x500.jpg
Ứng dụng
Cảm biến đo từ Bộ dao động từ
RAM từ điện trở
Vật liệu
Multiferroics

17. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Kết luận
✓ Là một lĩnh vực khoa học lâu đời.
✓ Khả năng ứng dụng lớn trong đời sống.
✓ Ở Việt Nam hiện được quan tâm nghiên
cứu.
✓ Cần được đẩy mạnh và phát triển so với
Thế giới.

18. [1] Nguyễn Năng Định, Vật lý và kỹ thuật màng mỏng, NXB ĐHQGHN.
[2] Nguyễn Hữu Đức, Vật liệu từ liên kim loại, “NXB ĐHQGHN”
[3] Ahmad Safari, Rajesh K. Panda, and Victor F. Janas, Ferroelectric Ceramics:
Processing, Properties & Applications, Department of Ceramic Science and
Engineering, Rutgers University, Piscataway NJ 08855, USA, pp. 31
[4] B. Jaffe, W. R. Cook Jr., and H. Jaffe, Piezoelectric Ceramics, Academic Press,
London, (1971).
[5] En.wikipedia.org/wiki/User:Cyferz
[6] GS.TS Hoàng Trọng Bá, Giáo trình Vật liệu điện và từ, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh
[7] Robert C. O’Handley, Modern Magnetic Materials: Principles and Applications,
Oxford University Press.
[8] J.M.D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials, Oxford University Press.
[9] Stephen Blundell, Magnetism in Condensed Matter (Oxford Master Series in
Physics), Oxford University Press.
[10] E.P. Wohlfarth, Ferromagnetic Materials: A Handbook on the Properties of
Magnetically Ordered Substances, Vol. 2, North Holland.
06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam
Tài liệu tham khảo

19. 06/15/2018 Designer: Vu Tien Lam