Hệ thấp chiều Oxit phức hợp: Mô phỏng và khảo sát một số tính chất
http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/61110
Hệ thấp chiều Oxit phức hợp: Mô phỏng và khảo sát một số tính chất : Luận án TS. Khoa học vật chất: 624401
Các nghiên cứu dựa trên phương pháp tính toán từ các nguyên lý ban đầu của luận án giúp tiên đoán và chỉ rõ cơ chế của hiệu ứng liên kết từ điện trong cấu trúc hai chiều dạng tiếp xúc dị thể La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3. Đặc biệt, luận án cho thấy ảnh hưởng của việc lựa chọn ứng suất theo phương song song với mặt phẳng màng và định hướng nuôi màng rất quan trọng đối với cường độ liên kết từ điện. Nếu hệ La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 định hướng (001) được đặt trong một ứng suất thích hợp sao cho La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 chịu một ứng suất giãn và BaTiO 3 chịu ứng suất nén theo phương song song với mặt phẳng màng thì hiệu ứng liên kết từ điện có thể dẫn đến sự tái cấu trúc trật tự từ khi độ phân cực điện thay đổi. Tuy nhiên, hiệu ứng tái cấu trúc trật tự từ tương tự khó có thể xảy ra đối với hệ La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 (111). - Các tính toán từ nguyên lý ban đầu của luận án còn góp phần làm sáng tỏ nguồn gốc của khí điện tử tự do hai chiều trong vật liệu màng mỏng tiếp xúc dị thể LaAlO3 /SrTiO3 . Luận án chỉ ra rằng sự liên kết của khí điện tử tự do này với khu vực xung quanh bề mặt phân cách là do các méo mạng liên quan đến phối trí BO 6 hình thành một hố thế ở gần bề mặt phân cách. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra ảnh hưởng đáng kể của bề mặt SrTiO3 đối với khí điện tử tự do này như thực nghiệm đã quan sát được. - Đối với hệ spin một chiều Ca 2CuO3 , việc kết hợp các tính toán lý thuyết với các phép đo thực nghiệm cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn về tính chất điện và dao động mạng đối với hệ này. Chất lượng của các mẫu vật liệu được chế tạo nhằm phục vụ các nghiên cứu cũng được khảo sát kĩ với sự hỗ trợ của phép đo EDX, SEM và XRD. Về cơ chế cách điện, các tính toán cấu trúc điện tử từ nguyên lý ban đầu chỉ ra rằng hệ có bản chất cách điện cộng hóa trị do tính một chiều của mạng Cu-O. Tính toán này phù hợp với phép đo quang được công bố trước đây. Luận án cũng quan sát được hiện tượng dẫn nhờ cơ chế nhảy của điện tử trên các tâm tạp với sự hỗ trợ của phonon. Về tính dao động mạng, sự kết hợp giữa tính toán lý thuyết và phép đo thực nghiệm cho thấy sự giới hạn kích thước của chuỗi Cu-O trong các hạt tinh thể nano chính là nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện của hàng loạt các đỉnh cấm raman được quan sát trong nhiều phép đo trước đây.
Hệ thấp chiều Oxit phức hợp: Mô phỏng và khảo sát một số tính chất : Luận án TS. Khoa học vật chất: 624401
Các nghiên cứu dựa trên phương pháp tính toán từ các nguyên lý ban đầu của luận án giúp tiên đoán và chỉ rõ cơ chế của hiệu ứng liên kết từ điện trong cấu trúc hai chiều dạng tiếp xúc dị thể La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3. Đặc biệt, luận án cho thấy ảnh hưởng của việc lựa chọn ứng suất theo phương song song với mặt phẳng màng và định hướng nuôi màng rất quan trọng đối với cường độ liên kết từ điện. Nếu hệ La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 định hướng (001) được đặt trong một ứng suất thích hợp sao cho La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 chịu một ứng suất giãn và BaTiO 3 chịu ứng suất nén theo phương song song với mặt phẳng màng thì hiệu ứng liên kết từ điện có thể dẫn đến sự tái cấu trúc trật tự từ khi độ phân cực điện thay đổi. Tuy nhiên, hiệu ứng tái cấu trúc trật tự từ tương tự khó có thể xảy ra đối với hệ La 1-x Sr xMnO3/BaTiO 3 (111). - Các tính toán từ nguyên lý ban đầu của luận án còn góp phần làm sáng tỏ nguồn gốc của khí điện tử tự do hai chiều trong vật liệu màng mỏng tiếp xúc dị thể LaAlO3 /SrTiO3 . Luận án chỉ ra rằng sự liên kết của khí điện tử tự do này với khu vực xung quanh bề mặt phân cách là do các méo mạng liên quan đến phối trí BO 6 hình thành một hố thế ở gần bề mặt phân cách. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra ảnh hưởng đáng kể của bề mặt SrTiO3 đối với khí điện tử tự do này như thực nghiệm đã quan sát được. - Đối với hệ spin một chiều Ca 2CuO3 , việc kết hợp các tính toán lý thuyết với các phép đo thực nghiệm cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn về tính chất điện và dao động mạng đối với hệ này. Chất lượng của các mẫu vật liệu được chế tạo nhằm phục vụ các nghiên cứu cũng được khảo sát kĩ với sự hỗ trợ của phép đo EDX, SEM và XRD. Về cơ chế cách điện, các tính toán cấu trúc điện tử từ nguyên lý ban đầu chỉ ra rằng hệ có bản chất cách điện cộng hóa trị do tính một chiều của mạng Cu-O. Tính toán này phù hợp với phép đo quang được công bố trước đây. Luận án cũng quan sát được hiện tượng dẫn nhờ cơ chế nhảy của điện tử trên các tâm tạp với sự hỗ trợ của phonon. Về tính dao động mạng, sự kết hợp giữa tính toán lý thuyết và phép đo thực nghiệm cho thấy sự giới hạn kích thước của chuỗi Cu-O trong các hạt tinh thể nano chính là nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện của hàng loạt các đỉnh cấm raman được quan sát trong nhiều phép đo trước đây.
Nhận xét
Đăng nhận xét