BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -o0o- NGUYỄN THỊ LAN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA PHERIT SPINEN CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI – 2012 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -o0o- NGUYỄN THỊ LAN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA PHERIT SPINEN CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu điện tử Mã số: 62.52.92.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH Thân Đức Hiền PGS.TS Nguyễn Phúc Dương HÀ NỘI -2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn GS TSKH Thân Đức Hiền PGS TS Nguyễn Phúc Dương Hầu hết số liệu kết luận án trích dẫn lại từ báo xuất cộng Các số liệu, kết luận án hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình Tác giả luận án Nguyễn Thị Lan LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới GS TSKH Thân Đức Hiền PGS TS Nguyễn Phúc Dương - người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Các thầy thực nhà khoa học mẫu mực, quan tâm, động viên khích lệ lúc gặp khó khăn Sự nghiêm túc nghiên cứu khoa học, ý kiến đánh giá sâu sắc thầy giúp có khám phá, trải nghiệm hiểu biết sâu rộng khoa học vật liệu nói chung vật liệu từ nói riêng Sự tận tụy với học trò, niềm say mê khoa học thầy giúp có đủ nghị lực niềm tin theo đuổi đường nghiên cứu đầy chông gai song bất ngờ thú vị Một lần nữa, cho phép bày tỏ lòng biết ơn tới Thầy Tôi xin chân thành cảm ơn Viện ITIMS, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tôi xin đặc biệt cảm ơn PGS TS Vũ Ngọc Hùng, PGS TS Nguyễn Văn Hiếu toàn thể cán tập thể ITIMS có động viên giúp đỡ việc hoàn thành luận án Đặc biệt, suốt thời gian thực luận án, động viên giúp đỡ tập thể nghiên cứu khoa học PTN Nano Từ Siêu dẫn nhiệt độ cao, Viện ITIMS Sự quan tâm, chia sẻ PGS TS.Nguyễn Anh Tuấn, TS Nguyễn Khắc Mẫn toàn thể cán giúp thực phép đo có nhiều ý kiến đóng góp chân thành vào kết luận án Cũng xin cảm ơn Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ nhiều việc hoàn thành phép đo từ nhiệt độ cao Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Đức Tùng TS Nguyễn Thị Kim Thanh, Đại học College London, Anh quốc giúp đỡ thực phép đo phân tích kết luận án Nhân dịp này, xin bày tỏ lòng biết ơn với bạn bè, Thầy cô người thân động viên, giúp đỡ chia sẻ khó khăn với suốt thời gian qua Cuối cùng, lại vô to lớn, động viên mong đợi tất thành viên đại gia đình tôi, đặc biệt động viên, lo lắng Bố mẹ, Chồng, anh em gia đình động lực để hoàn thành Luận án Hà Nội, tháng 12 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Lan i MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHERIT SPINEN DẠNG KHỐI VÀ DẠNG HẠT NANO 1.1 Tính chất pherit spinen dạng khối 1.1.1 Cấu trúc pherit spinen 1.1.2 Tính chất từ pherit spinen 1.1.2.1 Tương tác siêu trao đổi vật liệu pherit spinen 1.1.2.2 Lí thuyết Néel vật liệu pherit spinen 12 1.2 Hạt pherit spinen có kích thước nanomet 1.2.1 Các tính chất từ đặc trưng hạt nano pherit spinen 15 15 1.2.1.1 Dị hướng bề mặt 16 1.2.1.2 Mô hình lõi-vỏ hạt nano từ 18 1.2.1.3 Ảnh hưởng kích thước hạt tới lực kháng từ 20 1.2.1.4 Hình thành đơn đômen 22 1.2.1.5 Sự thay đổi nhiệt độ chuyển pha từ trật tự-mất trật tự 23 (TC) theo kích thước hạt 1.2.1.6 Sự giảm mômen từ theo hàm Bloch 25 1.2.1.7 Tính chất siêu thuận từ 27 1.2.2 Một số ứng dụng điển hình hạt nano pherit spinen 1.3 Kết luận chương CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ ĐO LƯỜNG 35 37 39 TÍNH CHẤT CỦA MẪU 2.1 Tổng quan số phương pháp chế tạo hạt nano 39 ii 2.1.1 Phương pháp đồng kết tủa từ dung dịch 40 2.1.2 Phương pháp sol-gel 43 a Cơ chế sol-gel theo đường tạo phức 44 b Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ sol-gel 45 2.2 Phương pháp chế tạo mẫu 2.2.1 Quy trình tổng hợp mẫu phương pháp đồng kết tủa 47 47 2.2.1.1 Hệ hạt CoxFe3-xO4 47 2.2.1.2 Hệ hạt Mn1-xZnxFe2O4 48 2.2.2 Quy trình tổng hợp mẫu phương pháp sol-gel 49 2.3 Các phương pháp khảo sát đo lường tính chất mẫu 50 2.3.1 Phương pháp phân tích nhiệt DTA-TGA 50 2.3.2 Phân tích cấu trúc thành phần mẫu 51 2.3.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 51 2.3.2.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua 52 2.3.2.3 Phân tích thành phần hóa học phổ tán sắc lượng 52 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu tính chất từ 2.4 Kết luận chương CHƯƠNG 3: CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ PHERIT SPINEN 53 55 56 CoxFe3-xO4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET 3.1 Cấu trúc kích thước hạt nano CoxFe3-xO4 57 3.2 Tính chất từ hệ hạt nano CoxFe3-xO4 60 3.2.1 Nhiệt độ Curie 60 3.2.2 Mômen từ 61 3.2.3 Nhiệt độ khóa TB 66 3.2.4 Hằng số dị hướng 70 3.3 Kết luận chương CHƯƠNG 4: CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ PHERIT SPINEN 73 74 Mn1-xZnxFe2O4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET 4.1 Ảnh hưởng kích thước hạt tới tính chất từ hạt nano MnFe2O4 75 iii 4.1.1 Cấu trúc kích thước hạt nano MnFe2O4 75 4.1.2 Tính chất từ hạt nano MnFe2O4 77 4.2 Tính chất từ hạt nano Mn1-xZnxFe2O4 83 4.2.1 Cấu trúc kích thước hạt nano Mn1-xZnxFe2O4 83 4.2.2 Tính chất từ hạt nano Mn1-xZnxFe2O4 85 4.3 Kết luận chương CHƯƠNG 5: CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ PHERIT SPINEN 90 92 Li0,5Fe2,5O4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET 5.1 Kết phân tích nhiệt 93 5.2 Kết phân tích cấu trúc 94 5.2.1 Kết nhiễu xạ tia X 94 5.2.2 Kết đo TEM 96 5.3 Các tính chất từ Li0,5Fe2,5O4 98 5.3.1 Mômen từ 98 5.3.2 Lực kháng từ 102 5.3.3 Nhiệt độ Curie TC 105 5.4 Kết luận chương 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ xiii iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt DTA: Phân tích nhiệt vi sai (Differential Thermal Analysis) EDS: Phổ tán sắc lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) FC: Làm lạnh có từ trường (Field Cooled) SQUID: Thiết bị giao thoa kế lượng tử siêu dẫn (Superconducting Quantum Interference Device) TEM: Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Eelectron Microscope) TGA: Phân tích nhiệt khối lượng (Thermogravimetry Analysis) VSM: Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer) XRD: Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction) ZFC: Làm lạnh từ trường (Zero Field Cooled) Các kí hiệu µ : Mômen từ riêng hạt α : Số mũ tới hạn hàm Bloch ν : Số mũ độ dài tương quan τ : Thời gian hồi phục siêu thuận từ µB : Manheton-Bo a : Hằng số mạng A : Vị trí tứ diện B : Vị trí bát diện B : Hệ số Bloch DC, dC : Kích thước giới hạn đơn đômen hạt từ d : Kích thước trung bình hạt từ v dTEM : Đường kính hạt xác định theo ảnh TEM dXRD : Đường kính tinh thể xác định từ nhiễu xạ tia X dmag : Đường kính hạt xác định theo hàm Langevin Eex : Năng lượng tương tác trao đổi HC, hC : Lực kháng từ I : Từ độ Jij : Tích phân tương tác trao đổi K : Hằng số dị hướng Keff : Hằng số dị hướng từ hiệu dụng KS : Hằng số dị hướng bề mặt KV, KU : Hằng số dị hướng từ tinh thể L(a) : Hàm Langevin M : Kim loại hóa trị II Mr : Mômen từ dư MS : Mômen từ bão hòa Si,j : Mômen spin t : Độ dày lớp vỏ phi từ TB : Nhiệt độ khóa (blocking) TC : Nhiệt độ Curie u : Tham số ôxi V : Thể tích hạt từ VS : Thể tích tới hạn hạt từ x : Độ đảo pherit spinen nồng độ pha tạp 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu trình bày đây, tóm lược lại kết luận án sau: Chế tạo thành công pherit spinen có kích thước nanomet phương pháp tổng hợp hóa học điều khiển kích thước hạt nano - Bằng phương pháp đồng kết tủa chế tạo hạt CoxFe3-xO4 (x = 0; 0,2 ; 0,4 ) Mn1-xZnxFe2O4 (x = 0; 0,5; 0,7) có kích thước từ 10 nm đến 25 nm - Bằng phương pháp sol-gel chế tạo hạt nano Li0,5Fe2,5O4 với nhiệt độ hình thành pha giảm gần nửa so với phương pháp gốm truyền thống Đã sử dụng mô hình lí thuyết để đưa giải thích ban đầu ảnh hưởng hiệu ứng kích thước hữu hạn đến giảm mômen từ bão hòa, thay đổi nhiệt độ chuyển pha từ trật tự -mất trật tự, xuất tính chất siêu thuận từ đánh giá đóng góp dị hướng từ bề mặt vào dị hướng từ chung hạt Cụ thể với hệ hạt sau: 2.1 Đối với hệ hạt CoxFe3-xO4 (x = 0; 0,2 ; 0,4 ) - Các mẫu thể tính chất siêu thuận từ nhiệt độ phòng với nhiệt độ khóa thấp nhiệt độ phòng khoảng 100 K - Do ảnh hưởng lớp vỏ phi từ bề mặt hạt nano nên mômen từ bão hòa giảm khoảng 54-60 % giá trị tính theo lý thuyết Néel, nhiệt độ Curie khoảng 78 % so với mẫu khối 2.2 Đối với hệ hạt Mn1-xZnxFe2O4 (x = 0; 0,5 0,7) Với mẫu x =0: - Các mẫu thể tính chất siêu thuận từ vùng nhiệt độ cao nhiệt độ phòng - Sự thay đổi trật tự ion mẫu hạt nano khác với mẫu khối nên mômen từ bão hòa nhiệt độ phòng khoảng 25% đến 41% so với vật liệu khối Nhiệt độ Curie mẫu hạt nano cao khoảng 6% đến 16% so 110 với vật liệu khối Với mẫu x =0,5 0,7: - Do ion Zn2+ phân bố vào vị trí bát diện B nên nhiệt độ Curie giảm mạnh, đạt giá trị 42oC (315 K) với nồng độ pha tạp kẽm 0,7 Mômen từ khoảng 30% so với vật liệu khối 2.3 Với hệ hạt Li0,5Fe2,5O4 - Do phân bố ion Li+ vào vị trí tứ diện A nên mẫu thiêu kết 800 o C, mômen từ mẫu hạt nano cao khoảng 10%, nhiệt độ Curie đạt khoảng 98 % so với giá trị vật liệu khối Trên sở kết thu thay đổi kích thước hạt tính chất từ hệ mẫu, đưa số kiến nghị sau: Cần nghiên cứu thay đổi quy trình công nghệ để chế tạo hạt nano có mômen từ bão hòa cao hơn, có tính chất siêu thuận từ nhiệt độ phòng, ổn định hóa học, nghiên cứu phân ly bọc hạt chất hoạt động bề mặt hướng tới ứng dụng y- sinh học, ghi từ cảm biến Các nghiên cứu luận án có phụ thuộc tính chất từ vào phân bố ion kim loại chuyển tiếp phân mạng pherit, vấn đề cần nghiên cứu sâu cần có phép phân tích có độ xác tin cậy cao như: phổ Mössbauer, tán xạ nơtron 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đào Việt Linh (2004) Tổng hợp nano tinh thể BaFe12O19 khảo sát tính chất từ chúng Luận văn Thạc sĩ KHVL, ITIMS, trang 26 -32 [2] Nguyễn Hữu Đức (2003) Vật liệu từ liên kim loại NXB ĐHQG HN [3] Nguyễn Phú Thùy (2003) Vật lí tượng từ NXB ĐHQGHN [4] Nguyễn Thái Hà (2008) Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ chế tạo lên tính chất từ cấu trúc hạt SrFe12O19 siêu mịn Luận văn Thạc sĩ KHVL, ITIMS, trang 29-40 [5] Phan Văn Trường (2007) Vật liệu vô NXBĐHQGHN, trang 34 [6] Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài (2008) Từ học vật liệu từ NXBĐHBKHN [7] V Đ Cự, N X Chánh (2004) Công nghệ nano điều khiển đến phân tử NXB KH&KT Tiếng Anh [8] A Demortière, P Panissod, B P Pichon, G Pourroy, D Guillon, B Donnio, S Besgin-Colin (2011) Size-dependent properties of magnetic iron oxide nanocrystals Nanoscale, 3, pp.225-232 [9] A.Millan, A.Urtizberea, F.Palacio, N.J O.Silva, V.S.Amaral, E.Snoeck, and V.Serin (2007) Surface effects in maghemite nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 312, L5-L9 [10] Adolfo Franco Jr., Vivien Zapf (2008) Temperature dependence of magnetic anisotropy in nanoparticles of CoxFe3-xO4 Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 320, 709–713 [11] B.D Cullity (1972) Introduction to Magnetic Materials, Addinson Wesley, New York [12] C Bréschignag, P Houdy, M Lahmani (Eds.) (2006) Nanomaterials and Nanochemistry, chapter 5, Springer-Verlag 112 [13] C Kittel (1971) Introduction to Solid State Theory Wiley, New York [14] C N Chinnasamy, A Narayanasamy, N Ponpandian, K Chattopadhyay, H Guerault, and J.-M Greneche (2000) Magnetic properties of nanostructured ferrimagnetic zinc ferrite Journal of Physics: Condensed Matter, 12, 7795 [15] C N Chinnasamy, A Narayanasamy, N Ponpandian, R Justin Joseyphus, K Chattopadhyay, K Shinoda, B Jeyadevan, K Tohji, K Nakatsuka, H Guérault and J.-M Greneche (2001) Ferrimagnetic ordering in nanostructured CdFe2O4 spinel Journal of Applied Physics, 90 (1), pp 527529 [16] E.C.Sousa, M.H.Sousa, G.F., H.R.Reberg, M.C.F.L.Laraa, F.A.Tourinho, J.Depeyrot (2004) Enhanced surface anisotropy evidenced by Mossbauer spectroscopy in nickel ferrite nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272–276, e1215–e1217 [17] C Rath, S Aand, R.P Das, K.K Sahu, S.D Kulkarni, S.K Date, N.C Mishra (2002) Dependence on cation distribution of particle size, lattice parameter, and magnetic properties in nanosize Mn-Zn ferrite Journal of Applied Physics, 91 (4), pp 2211-2215 [18] C.P Bean, J.D Livingston (1959) Superparamagnetism Journal of Applied Physics, 30, 120S-129S [19] C.Upadhyaya, H.C.Verma, V.Sathe, A.V.Pimpale (2007) Effect of size and synthesis route on the magnetic properties of chemically prepared nanosize ZnFe2O4 Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 312 (2), pp 271–279 [20] C.Vázquez-Vázquez, M.A.López-Quintela, M.C.Buján-Núnez, J.Rivas (2011) Finite size and surface effects on the magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles, Journal of Nanoparticle Research, 13 (4), pp 1663-1676 [21] Chenjie Xu (2009) Thesis: Modification of Superparamagnetic Nanoparticles for Biomedical Applications Department of Chemistry at Brown University,U.S [22] Christy Riann Vestal (2004) Magnetic coupling and superparamagnetic properties of spinel ferrite nanopartiles Doctor thesis, Georgia Institute of 113 Technology, U.S [23] D Bahadur, S Rajakumar and Ankit Kumar (2006) Influence of fuel ratios on auto combustion synthesis of barium ferrite nano particles, Journal of Chemical Sciences, 118, pp 15-21 [24] Dong Hyun Kim, David E Nikles and Christopher S Brazel (2010) Synthesis and Characterization of Multifunctional Chitosan- MnFe2O4 Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia and Drug Delivery Materials, 3, pp 4051-4065 [25] E.C Sousa, C.R Alves, R Aquino, M.H Sousa, G.F , H.R Reberg, F.A Tourinho, J Depeyrot (2005) Experimental evidence of surface effects in the magnetic dynamics behavior of ferrite nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 289, pp 118–121 [26] E.C.Sousa, M.H.Sousa, G.F.Goya, H.R.Rechenberg, M.C.F.L.Laraa, F.A.Tourinho, J.Depeyrot (2004) Enhanced surface anisotropy evidenced by Mossbauer spectroscopy in nickel ferrite nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272–276, e1215–e1217 [27] Elena-Lorena Salaba (2004) Structural and Magnetic Investigations of Magnetic Nanoparticles and Core-Shell Colloids Faculty of Natural Sciences, University of Duisburg-Essen, Duisburg [28] Evelyn L Hu and David T Shaw (1999) Nanostructure science and technology- Chaper II: Synthesis and Assembly, Maryland, U.S, p16 [29] Everett E Carpenter, Vincent G Harris, Shannon A Morrison (2009) Nanoparticle Nickel Zinc Ferrite Synthesized Using Reverse Micelles United States Patent, US 7, 547, 400B1 [30] F Bodker, S Morup and nderroth (1994) Surface Effecs in Metallic Iron Nanoparticles Physical Review Letter, 72, pp 282-285 [31] F Huang, G.L Mankey, M.T Kief, R.F Willis (1993) Finite-size scaling behavior of ferromagnetic thin films Journal of Applied Physics, 73, pp 67606762 [32] F.S.Li, L.Wanga, J.B.Wanga, Q.G.Zhoua, X.Z.Zhoub, H.P.Kunkel, 114 G.Williams (2004) Site preference of Fe in nanoparticles of ZnFe2O4 Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 268, pp 332-339 [33] G.F.Goya, T.S.Berquo, F.C.Fonseca and M.P.Morales (2003) Static and dynamic magnetic properties of spherical magnetite nanoparticles Journal of Applied Physics, 94 (5), pp 3520-3528 [34] G Gnanaprakash, S Mahadevan, T Jayakumar, P Kalyanasundaram, John Philip, Baldev Raj (2007) Effect of initial pH and temperature of iron salt solutions on formation of magnetite nanoparticles Materials Chemistry and Physics, 103, pp 168-175 [35] H.St.C O’Neill, W.A Dollase (1994) Crystal structures and cation distributions in simple spinels from powder XRD structural refinements: MgCr2O4, ZnCr2O4, Fe3O4 and the temperature dependence of the cation distribution in ZnAl2O4 Physics and Chemistry of Minerals, 20 (8), pp 541555 [36] J Curiale, M Granada, H E Troiani, R D Sánchez, A G Leyva, P Levy, and K Samwer (2009) Magnetic dead layer in ferromagnetic manganite nanoparticles Applied Physics Letters, 95, pp 043106- 043108 [37] J P Chen, C M Sorensen, K.J.Klabunde, G.C.Hadjipanayis, E.Devlin, A.Kostikas (1996) Size-dependent magnetic properties of MnFe2O4 fineparticles synthesized by coprecipitation Physical Review B, 54, pp 9288-9296 [38] J Restrepoa, Y Labaye, J M Greneche (2006) Surface anisotropy in maghemite nanoparticles Physica B, 384, pp 221–223 [39] J Smit, H.P.J Wijn (1959) Ferrites Philips Technical Library [40] J.L.López, H.-D.Pfannes, R.Paniagob, J.P.Sinnecker, M.A.Novakc (2008) Investigation of the static and dynamic magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 320 (14), pp e327-e330 [41] Jiang Li, Yusong Wu, Yubai Pan, Jingkun Guo (2007), Influence of citrate-to-nitrate ratio on the thermal behavior and chemical environment of alumina gel Ceramics International, 33, pp 735–738 115 [42] K Binder (1972) Statistical mechanics of finite three-dimensional Ising models Physica, 62, pp 508-526 [43] K Maaz, A Mumtaz, S K Hasanain, M F Bertino (2010) Temperature dependent coercivity and magnetization of nickel ferrite nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 322, pp 2199-2202 [44] K Parekh, R.V Upadhyay, L Belova, K.V Rao (2006), Ternary monodispersed Mn0.5Zn0.5Fe2O4 ferrite nanoparticles: preparation and magnetic characterization, Nanotechnology, 17 (24), p 5970 [45] K Trohidou and M Vasilakaki (2011) Monte Carlo Studies of Magnetic Nanoparticles in book Applications of Monte Carlo Method in Science and Engineering Edited by Shlomo Mark and Shaul Mordechai, India, Chapter 20 pp 513-538 [46] K.Maaz, Arif Mumtaz, S.K.Hasanain, Abdullah Ceylan (2007) Synthesis and magnetic properties of cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles prepared by wet chemical route, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 308 (2), pp 289-295 [47] Keishi Nishio and Toshio Tsuchiya, Sol–Gel Processing of Thin Films with Metal Salts, Handbook of sol-gel science and technology, Kluwer Academic publisher (vol 1, chap 3), New York [48] Keith Gilmore, Yves U Idzerda, Michael T Klem, Mark Allen, Trevor Douglas, Mark Young (2005) Surface contribution to the anisotropy energy of spherical magnetite particles Journal of Applied Physics, 97, pp 10B301303 [49] L Berger, Y Labaye, M Tamine, J M D Coey (2008) Ferromagnetic nanoparticles with strong surface anisotropy: Spin structures and magnetization processes Physical Review B, 77, p 104431 [50] M A Ahmed, N okasha and S I El-Dek (2008) Preparation and characterization of nanometric Mn ferrite via different methods, Nanotechnology, 19, p 065603 [51] M Zheng, X.C Wu, B.S Zou, Y.J Wang (1998) Magnetic properties of 116 nanosized MnFe2O4 particles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 183, pp 152-156 [52] M.J O’Shea, P Perera (1994) Influence of nanostructure (layers and particles) on the magnetism of rare-earth materials Journal of Applied Physics, 76, pp 6174-6176 [53] M.J.N Isfahani, M Myndyk, D Menzel, A Feldhoff, J Amighian, V Šepelák (2009) Magnetic properties of nanostructured MnZn ferrite Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 321, pp 152-156 [54] Mathew George, Asha Mary John, Swapna S Nair, P.A.Joy, M.R.Ananthanraman (2006), Finite size effects on the structural and magnetic properties of sol–gel synthesized NiFe2O4 powders, Journal of Magnetism and Magetic Materials, 302, pp 190-195 [55] Ming Ma, Ya Wu, Jie Zhou, Yongkang Sun, Yu Zhang, Ning Gu (2004) Size dependence of specific power absorption of Fe3O4 particles in AC magnetic field Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 268, pp 33-39 [56] Ombretta Masala, RamSeshadri (2005) Magnetic properties of capped, soluble MnFe2O4 nanoparticles Chemical Physics Letters, 402, pp 160-164 [57] P Bouchand, P.G Zerah (1993) Dipolar ferromagnetism: A Monte Carlo study Physical Review B, 47, pp 9095-9097 [58] P V Hendriksen, S , P -A Lindgård (1992) Finite-size effects in the magnetic properties of ferromagnetic clusters Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 104-107 (3), pp 1577-1579 [59] Patricia Berger, Nicholas B Adelman, Katie J Beckman, Dean J Campbell and Arthur B Ellis, George C Lisensky (1999) Preparation and Properties of an Aqueous Ferrofluid, Journal of Chemical Education, 76 (7), pp 943-948 [60] Pedro Tartaj, María del Puerto Morales, Sabino Veintemillas-Verdaguer, TeresitaGonzález-Carreño and Carlos J Serna (2003), The preparation of magnetic nano particles for applications in biomedicine Journal of Physics D: Applied Physics, 36, pp R182–R197 117 [61] Pham Hoai Linh, Tran Dang Thanh, Do Hung Manh, Nguyen Chi Thuan, Le van Hong and Nguyen Xuan Phuc (2009) Fabricatio and magnetic properties of Mn1−xZnxFe2O4 (0 ≤ x ≤ 0.8) nanoparticles Communications in Physics, 19 (1), pp 19-25 [62] Qing Song (2005) Size and shape controlled synthesis and superparamagnetic properties of spinel ferrite nanocrystals Docteral Thesis, School of Chemistry and Biochemistry, Georgia Institute of Technology, Atlanta, U.S [63] R Arulmurugan, B Jeyadevan,G Vaidyanathan,S Sendhilnathan (2005) Effect of zinc substitution on Co–Zn and Mn–Zn ferrite nanoparticles prepared by co-precipitation, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 28, pp 470– 477 [64] R H Kodama and A E Berkowitz (1999) Atomic-scale magnetic modeling of oxide nanoparticles Physical Review B, 59, pp 6321-6356 [65] R H Kodama, A E Berkowitz, E J McNiff, S Goner (1996), Surface Spin Disorder in NiFe2O4 Nanoparticles, Physical Review Letters, 77, pp 394397 [66] R Justin Joseyphus, A Narayanasamy, K Shinodab, B Jeyadevan, K Tohji (2006) Synthesis and magnetic properties of the size-controlled Mn–Zn ferrite nanoparticles by oxidation method Journal of Physics and Chemistry of Solids, 67 (7), pp 1510-1517 [67] R.W Chantrell, M El-Hilo, K O’Grady (1991) Spin-glass behavior in a fine particle system IEEE Transactions on Magnetics, 27, pp 3570-3578 [68] S P Gubin, Yu A Koksharov, G B Khomutov, G Yu Yurkov (2005) Magnetic nanoparticles: preparation, structure and properties Russian Chemical Reviews, 74 (6), pp 489-520 [69] Sergay P (2009) Magnetic Nanoparticles WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA, Weinheim ISBN: 978-3-527-40790-3 [70] S Chikazumi (1997) Physics of Magnetism, Clarendon Press, Oxford, p 289 118 [71] S Dey, A Roy, D Das, J Ghose (2004) Preparation and characterization of nanocrystalline disordered lithium ferrite by citrate precursor method Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 270 (1-2), pp 224-229 [72] S Gubbala, H Nathani, K Koizol, and R D K Misra (2004) Magnetic Properties of Nanocrystalline Ni-Zn, Zn-Mn, and Ni-Mn Ferrites Synthesized by Reverse Micelle Technique Physica B: Condensed Matter, 348, pp 317-328 [73] S Krupička, P Novák (1982), in: E.P Wohlfarth (Ed.) Ferromagnetic Materials, vol 3, North-Holland, Amsterdam [74] S Linderoth, L Balcells, A Labarta, J Tejada, P.V Hendriksen, S.A Sethi (1993) Magnetization and Mössbauer studies of ultrafine Fe-C particles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 124, pp 269-276 [75] Silvia Liong (2005) Thesis: A mutifuntional approach to development, fabrication and characterization of Fe3O4 composite, Georgia Institute of Technology, U.S [76] S Mørup, F Bødker, P.V Hendriksen, S Linderoth (1995) Spin-glass-like ordering of the magnetic moments of interacting nanosized maghemite particles Physical Review B, 52, pp 287-294 [77] Seema Verma, P A Joy (2005) Magnetic properties of superparamagnetic lithium ferrite nanoparticles Journal of Applied Physics, 98 (12), pp.124312/9 [78] Subhankar Bedanta and Wolfgang Kleemann (2009) Supermagnetism Journal of Physics D: Applied Physics, 42 (1), p 013001 [79] Sung Yong An, In-Bo Shim, Chul Sung Kim (2005) Synthesis and magnetic properties of LiFe5O8 powders by a sol-gel process Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 290–291, pp 1551–1554 [80] Tapati Sarkar, A K Raychaudhuri, A K Bera and SMYusuf (2010) Effect of size reduction on the ferromagnetism of the manganite La1−xCaxMnO3 (x = 0.33) New Journal of Physics, 12, pp 123026-123037 119 [81] V.C.D Castillo (2005) Synthesis and characterization of cobalk_substituted nanoparticles using Reverse Micells Msc thesis, University of Puetorico mayagues campus, Spanish [82] V.L Calero-Diaz del Castillo, C Rinaldi (2010) Effect of Sample Concentration on the Determination of the Anisotropy Constant of Magnetic Nanoparticles IEEE Transactions on Magnetics, 46, pp 852-859 [83] Victoria L -DdelC, Carlos Rinaldi (2007), Synthesis and magnetic characterization of cobalt-substituted ferrite (CoxFe3-xO4) nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 314, pp 60–67 [84] W Voit, D.K Kim, W Zapka, M Muhammed and K.V Rao (2001) Magnetic behavior of coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles in ferrofluids Materials Research Society Symposium Proceedings, 676, Y7.8-13 [85] W Wolski, E Wolska, J Kaczmarek, P Piszora (1995) Formation of manganese ferrite by modified hydrothermal method Physica Status Solidi (a), 152, pp K19-K22 [86] W.D Callister (2007), Materials Science and Engineering An Introduction, 7th edition, John Wiley & Sons [87] Y.Ahn, E J Choi, E H Kim (2003) Superparamagnetic relation in cobalt ferrite nanoparticles synthesized from hydroxide carbonate precursors Reviews on Advanced Materials Science, 5, pp 477-480 [88] Yan Li, Qingqing Fang, Yanmei Liu, Qingrong Lv, Ping Yin (2007) Effect of Co2+ ions on the microstructure and magnetic properties of nanocrystalline CoxFe3-xO4 films Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 313, pp 57-61 [89] Yao Li, Jiuxing Jiang, Jiupeng Zhao (2004) X-ray diffraction and Mössbauer studies of phase transformation in manganese ferrite prepared by combustion synthesis method Materials Chemistry and Physics, 87 (1), pp 91-95 [90] Yunyu SHI (2006) Thesis: Superparamagnetic Nanoparticles for MRI Diagnosis School of Chemical Engineering, The University of Adelaide, Australia [91] Z X Tang, C M Sorensen, K J Klabunde , G C Hadjipanayis (1991) 120 Size-dependent Curie temperature in nanoscale MnFe2O4 particles Physical Review Letters, 67 (25), pp 3602-3605 [92] Z X Tang, C M Sorensen, K J Klabunde, and G C Hadjipanayis (1991) Size- dependent magnetic properties of manganese ferrite fine particles Journal of Applied Physics, 69 (8), pp 5279-5281 xiii DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ a Các công trình sử dụng luận án [1] Nguyen Thi Lan, Nguyen Phuc Duong, Than Duc Hien (2011) Influences of cobalt substitution and size effects on magnetic properties of coprecipitated Co-Fe ferrite nanoparticles Journal of Alloy and Compounds, 509, pp 5919-5925 [2] N.T Lan, T.D Hien, L.D Tung, N.P Duong (2010) Structural and magnetic characterization of chromium substituted lithium ferrite nanoparticles prepared by citrate precursor method The 5th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2010) - Hanoi, Vietnam - November 0912 (2010) [3] Nguyễn Thị Lan, Nguyễn Phúc Dương, Thân Đức Hiền (2010) Nghiên cứu chế tạo hạt nano ferit Li0,5Fe2,5-xCrxO4 (x = 0÷2) phương pháp sol-gel Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2009), NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội 5/2010, trang 121 124 [4] N.T Lan, N.P.Duong, N.T Trung, T.D Hien (2009) Magnetic Properties of Mn-Zn ferrite nanoparticles with low Curie temperature International Symposium on Nano-Materials, Technology and Applications (NANOMATA 2009), The College of Technology, Vietnam National University, Hanoi, Vietnam [5] N T Lan, T D Hien, N P Duong and D V Truong (2008) Preparation and study on properties of Mn1-xZnxFe2O4 ferrite nanoparticles Journal of the Korean Physical Society, 52, No.5, pp.1522-1525 [6] Nguyễn Thị Lan, Thân Đức Hiền, Nguyễn Phúc Dương (2007) Cấu trúc tính chất từ ferit Li0,5Fe2,5O4 có kích thước nano Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lí Chất rắn lần thứ V - Vũng Tàu, 12-14/11/2007, trang 239-242 [7] Nguyen Thi Lan, Than Duc Hien, Nguyen Phuc Duong (2007) Assessment of xiv magnetic hysteresis loss in spinel ferrite nanoparticles for hyperthermia Proceedings of The 2nd BME Conference & The 2nd YVSM, Bachkhoa publishing house, July 25-27, (2007), pp 302-307 [8] T.D Hien, N.P Duong, D.V Truong, N.T Lan (2006) Điều khiển tính chất từ hạt nano ferit spinel dùng ứng dụng dẫn thuốc nhiệt trịTailoring magnetic properties of spinel ferrite nanoparticles for drug delivery and hyperthermia applications Tuyển tập báo khoa học Hội nghị Khoa học lần thứ 20- ĐHBK Hà Nội, Tiểu ban: Kỹ thuật Y Sinh, trang 12-16 [9] N T Lan, T D Hien, D V Truong and N P Duong (2006) Preparation and study on properties of MnFe2O4 nanoparticles Proceedings of the International Conference on Engineering Physics, Hanoi, October 9-12, 2006 [10] T.Đ.Hiền, Đ.V.Trường, N.T.Lan, N.P.Dương (2006) Tính chất siêu thuận từ hạt nano CoxFe3-xO4 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ VI, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, trang 1022-1026 [11] T.Đ.Hiền, T.K.Quang, Đ.V.Trường, N.T.Lan, N.P.Dương (2006) Nghiên cứu ứng dụng chất lỏng từ Fe3O4 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ VI, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, trang 686-689 b Các công bố khác có liên quan [1] Đào Thị Thủy Nguyệt, Nguyễn Thị Lan, Nguyễn Phúc Dương Thân Đức Hiền (2010) Vai trò chất lỏng từ sử dụng hạt nano Fe3O4 dầu chân không việc cải thiện chất lượng âm loa điện động công suất lớn Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2009), NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội 5/2010, trang 1060 1063 [2] Dao Thi Thuy Nguyet , Lu Ha Anh, Nguyen Thi Lan, Nguyen Phuc Duong, Than Duc Hien (2008) Synthesis and magnetic properties of iron oxides prepared by co-precipitation with different molar of Fe3+: Fe2+ Proceedings of the first xv International Symposium on Micro/Nano Systems Technology, December 18-21 (2008), Hanoi, Viet Nam, p 164-168 [3] D.V.Truong, T.D Hien, N P Duong and N T Lan (2006) Characterization of nanosized maghemite particles synthesized from magnetite Proceedings of the IWOFM 1st – 3rd IWONN Conference, Halong, Vietnam, December 6-9, (2006), p.455-457 [4] D.V Truong, T D Hien, N P Duong and N.T Lan (2006) Preparation and characterization of Fe 0.9 Co 0.1 Fe2 O magnetic fluid for electromechanical applications Proceedings of the International Conference on Engineering Physics, Hanoi, October 9-12 (2006) ... luận án là: Chế tạo nghiên cứu tính chất pherit spinen có kích thước nanomet Mục tiêu luận án: (i) Chế tạo vật liệu pherit spinen có kích thước nanomet điều khiển kích thước hạt cách thay đổi... pháp nghiên cứu tính chất từ 2.4 Kết luận chương CHƯƠNG 3: CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ PHERIT SPINEN 53 55 56 CoxFe3-xO4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMET 3.1 Cấu trúc kích thước hạt nano CoxFe3-xO4 57 3.2 Tính chất. .. sol-gel chế tạo vật liệu pherit spinen có kích thước nanomet phương pháp thực nghiệm sử dụng để nghiên cứu tính chất mẫu hạt nano chế tạo Chương 3: Trình bày kết nghiên cứu ảnh hưởng hiệu ứng kích thước