Nghiên cứu băng và dây vô định hình nền Co làm cảm biến GMI đo từ trường yếu hạt nano từ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________________ ĐÀO SƠN LÂM NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA BĂNG VÀ DÂY VÔ ĐỊNH HÌNH TỪ MỀM NỀN COBAN NHẰM ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN TỪ TỔNG TRỞ (GMI) ĐO TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA CÁC HẠT NANO TỪ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2018 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________________ ĐÀO SƠN LÂM NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA BĂNG VÀ DÂY VÔ ĐỊNH HÌNH TỪ MỀM NỀN COBAN NHẰM ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN TỪ TỔNG TRỞ (GMI) ĐO TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA CÁC HẠT NANO TỪ Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 62440104 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: PGS. Ngô Thu Hương PGS. Phan Mạnh Hưởng Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng Xác nhận của đại diện tập thể chấm Luận án Tiến sĩ cấp ĐHQG Cán bộ hướng dẫn GS. Bạch Thành Công PGS.

Ngô Thu Hương Hà Nội - 2018 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.

Nghiên cứu sinh Đào Sơn Lâm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới thầy cô hướng dẫn đã ân cần giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi và định hướng tốt nhất để tôi thực hiện Luận án này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Giáo sư Hariharan Srikanth đã tạo điều kiện và giúp đỡ để tôi thực hiện được phần thực nghiệm quan trọng của luận án tại Khoa Vật lý, trường Đại học Nam Florida, Hoa Kì. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn Giáo sư Nguyễn Châu đã đóng góp ý kiến quý báu và giúp đỡ tận tình để tôi hoàn thành được luận án của mình. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy các cô, các anh các chị là nhân viên đang công tác tại Khoa Vật lý, Trung tâm Khoa học Vật Liệu, Trường ĐHKHTN- ĐHQGHN đã cho tôi những ý kiến đóng góp quý báu để tôi hoàn thành luận án của mình.

Đặc biệt, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Khoa Hóa học Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN, Viện Vật liệu tiên tiến và Công nghệ (AIST) thuộc Trường ĐH Bách khoa Hà Nội, Trung tâm Khoa học vật liệu - ĐHKHTN, ĐHQGHN đã giúp tôi thực hiện các phép đo này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình tới các thành viên thuộc Trung tâm nghiên cứu LABVIEW (Jagannath Devkota, C. Albrecht, Tatiana Eggers, O. Thiabgoh, Kristen Stojak) cùng các cán bộ, nhân viên thuộc Khoa Vật Lý trường Đại học Nam Florida vì sự giúp đỡ nhiệt tình thực hiện các phép đo và sự quan tâm động viên hết sức quý báu với tôi trong quá trình thực hiện Luận án.

Tôi cũng xin được cảm ơn Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ NAFOTED; Khoa Vật lý, Đại học Nam Florida; Viện Công nghệ Harbin, Trung Quốc đã tạo điều kiện cho tôi về kinh phí và thời gian, cung cấp mẫu băng và dây từ vô định hình nền Co để tôi thực hiện phần thực nghiệm của luận án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Sở Giáo dục và Đào tạo Tỉnh Bắc Giang, các thầy giáo cô giáo Trường THPT Lục Nam đã tạo điều kiện về thời gian và động viên tôi rất nhiều trong khi học tập và thực hiện luận án này. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình và bạn bè đã động viên tinh thần và là hậu phương vững chắc giúp tôi yên tâm hoàn thành luận án. Hà Nội, tháng năm 2018 Tác giả TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU.

HIỆU ỨNG TỪ TRỞ KHỔNG LỔ (HIỆU ỨNG GMI). Hiệu ứng từ trở khổng lồ (hiệu ứng GMI). Tổng trở của vật dẫn. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo tần số của dòng điện xoay chiều.

Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo cường độ dòng điện xoay chiều. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo từ trường một chiều. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo nhiệt độ đo. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo cấu hình vật liệu dạng băng và dây.

Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo độ từ giảo. Hiệu ứng từ trở khổng lồ phụ thuộc theo quá trình ủ trong từ trường và ủ nhiệt. Ứng dụng của hiệu ứng từ trở khổng lồ. VẬT LIỆU BĂNG VÀ DÂY TỪ MỀM VÔ ĐỊNH HÌNH.

Tính chất từ. Tính chất điện. VẬT LIỆU HẠT NANO ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4. Cấu trúc tinh thể.

Tính chất từ. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất từ của hạt nano Fe3O4. 59 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Tương tác giữa các hạt nano Fe3O4.

Các ứng dụng của hạt nano Fe3O4. Các phương pháp chế tạo hạt nano Fe3O4. 69 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG VÀ DÂY.

Phương pháp chế tạo vật liệu dạng băng vô định hình. Phương pháp chế tạo vật liệu dạng dây vô định hình. NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU BĂNG VÀ DÂY VÔ ĐỊNH HÌNH NỀN Co. Ủ nhiệt thông thường.

Khảo sát hiệu ứng GMI trên vật liệu dạng băng và dây vô định hình. CHẾ TẠO HẠT NANO ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4 BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY TỪ TIỀN CHẤT HỮU CƠ. KHẢO SÁT ĐỘ NHẠY TỪ TRƯỜNG CỦA VẬT LIỆU DẠNG BĂNG (DÂY) NỀN Co XÁC ĐỊNH TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HỆ HẠT NANO Fe3O4. CÁC PHÉP ĐO SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CÁC HỆ MẪU BĂNG, DÂY TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH VÀ HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4.

Nhiễu xạ tia X. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Phép đo phổ EDS. Hệ đo các tính chất vật lý.

Từ kế mẫu rung. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM). 88 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2. 90 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 3.

CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ CHO VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG DÂY NỀN Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT91 3. CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ MỀM CỦA VẬT LIỆU VÔ ĐỊNH HÌNH DẠNG BĂNG CHỨA COBAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT. Tính chất cấu trúc, thành phần, hình thái học bề mặt băng vô định hình nền Co. Tính chất từ băng vô định hình nền Co.

Tính chất từ tổng trở của băng vô định hình nền Co. CẢI THIỆN TÍNH CHẤT TỪ MỀM CỦA DÂY TỪ NỀN COBAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ NHIỆT. Tính chất cấu trúc, thành phần và hình thái bề mặt. Tính chất từ.

Tính chất từ tổng trở. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU TẠO RA BỞI HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4 BẰNG CẢM BIẾN TỪ GMI SỬ DỤNG BĂNG VÀ DÂY TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH. NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẠT NANO TỪ TÍNH Fe3O4. Tính chất cấu trúc.

Tính chất từ. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HẠT NANO Ô XÍT SẮT TỪ BẰNG CẢM BIẾN TỪ TỔNG TRỞ SỬ DỤNG BĂNG TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH. PHÁT HIỆN TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HẠT NANO Ô XÍT SẮT TỪ BẰNG CẢM BIẾN TỪ SỬ DỤNG DÂY TỪ NỀN Co LÀM THÀNH PHẦN CHÍNH. XÁC ĐỊNH TỪ TRƯỜNG YẾU CỦA HỆ HẠT NANO TỪ TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI TUYẾN TÍNH.

133 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com KẾT LUẬN CHƯƠNG 4. 142 KẾT LUẬN CHUNG. 143 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ. 144 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.

144 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng giá trị cực đại gần đúng của độ biến thiên ΔR/R (%), ΔX/X (%) , ΔZ/Z (%) theo từ trường của dây từ Co69,25Fe4,25Si13B13,5 chưa ủ và đã ủ nhiệt trong 20 phút ở các tần số 20 MHz (a-c), 100 MHz (d-e) và 300 MHz (g-i).2: Bảng giá trị của độ biến thiên cực đại R (ΔR/R(%)); X (ΔX/X(%)) và Z (ΔZ/Z(%)) của mẫu băng từ vô định hình nền Fe trong dải tần số cao ở tần số 100, 400, 900 MHz. Bảng giá trị độ từ giảo bão hòa (λS) và giá trị tỉ số [Z/Z]max(%) ở tần số đo f  100KHz và cường độ dòng điện I  5mA đối với mẫu (Co1-xFex)70Si12B18. Bảng so sánh các loại cảm biến .5: Độ lớn khoảng cách giữa các ion kim loại, hằng số mạng a (Å), tham số ôxi u (u=3/8, đặc trưng cho độ dịch chuyển của ion ôxi khỏi mạng lý tưởng ). Bảng giá trị tham số đặc trưng tính chất từ của MFe2O4 (M= Fe, Co, Ni) .7: Bảng thống kê sự phụ thuộc kích thước hạt nano ôxit săt từ theo lượng chất hoạt động bề mặt (mmol) và thể tích dung môi Benzyl ether (ml).

Xác định độ biến thiên giá trị R (hay  R ) và giá trị từ trường yếu (Hstray) ứng với các khối lượng hạt nano từ tính khác nhau.139 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1. Sơ đồ đo từ tổng trở của vật dẫn. Sự phụ thuộc của độ thấm sâu (δm) và độ từ thẩm tròn (ngang)µT (a) vào từ trường ngoài (HDC) của mẫu dây từ (b) và băng từ (c). Sự phụ thuộc của độ biến thiên ΔR/R(%), ΔX/X(%) , ΔZ/Z(%) theo từ trường của dây từ Co69,25Fe4,25Si13B13,5 chưa ủ và đã ủ nhiệt trong 20 phút ở các tần số 20 MHz (a-c), 100 MHz (d-e) và 300 MHz (g-i) .4: Sự phụ thuộc của tỉ số ΔR/R (a), ΔX/X (b), và ΔZ/Z (c) theo từ trường kích thích HDC tại các tần số 100 MHz, 400 MHz, 900 MHz và giá trị cực đại của tỉ số ΔR/R(d) , ΔX/X (e), và ΔZ/Z (f) trong dải tần số từ 100 - 1000 MHz của mẫu không phủ (không tô đậm) và đã được phủ Co (tô đậm) của vật liệu (Fe50Ni50)81Nb7B12 được phủ lớp Co .5: Sự phụ thuộc của từ trường dị hướng Hk theo tần số đo được xác định dựa vào đỉnh của các đường cong ΔR/R (a), ΔX/X (b), ΔZ/Z (c) theo từ trường một chiều HDC.6: Ảnh minh họa ứng dụng cảm biến từ tổng trở trong phát hiện tế bào ung thư dạ dày thông qua các hạt từ tính.

Mô phỏng cấu trúc đômen ngang của băng từ vô định hình nền Co. Cấu trúc đômen băng từ Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12. Cấu trúc đômen của dây vô định hình nền Co.