Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa Học Vật Liệu dẫn đầu là PGS.TS. Phạm Thanh Phong, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu mối tương quan giữa sự xuất hiện pha Griffith và tính chất điện từ trong các hệ manganites tách pha”. Thời gian thực hiện kéo dài từ năm 2017 đến năm 2019

Mục tiêu cơ bản của đề tài này là tìm kiếm và xây dựng các mô hình bán thực nghiệm nhằm đưa ra các bằng chứng thuyết phục về sự sự xuất hiện pha Griffth và tìm ra mối quan hệ giữa sự xuất hiện pha Griffith với các tính chất điện - từ, tính chất chuyển pha và các hiệu ứng CMR, từ nhiệt… trong một số vật liệu manganite bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp với phân tích xử lý số liệu trên cơ sở các mô hình lý thuyết.

Một số kết quả nổi bật của đề tài nghiên cứu:

- Chế tạo thành công 3 hệ mẫu nano là La0.75Ca0.25MnO3, La0.78Ca0.22MnO3 và La0.8Ca0.2MnO3 có kích thước khác nhau bằng phương pháp sol-gel. Khảo sát cấu trúc và tính chất từ của vật liệu.

- Chế tạo thành công hệ mẫu La0.7Sr0.3Mn1-xCuxO3 (0 ≤ x ≤ 0.6) bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Khảo sát cấu trúc và tính chất từ của vật liệu.

- Chế tạo thành công hệ mẫu La0.7Sr0.3Mn1-xCoxO3 (0 ≤ x ≤ 1) bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Khảo sát cấu trúc và tính chất từ của vật liệu.

- Giải thích thành công mối quan hệ giữa pha Griffiths với các tham số chuyển pha trong vật liệu nano La0.75Ca0.25MnO3 và nano La0.8Ca0.2MnO3. Thông thường mô hình Ising gắn liền với sự xuất hiện của pha Griffiths, tuy nhiên trong các vật liệu nano La0.75Ca0.25MnO3 và La0.8Ca0.2MnO3, sự xuất hiện pha Griffiths lại đi kèm với mô hình trường trung bình. Ngoài ra pha Griffiths sẽ hoàn toàn biến mất trong từ trường cỡ 1T trở lên.

- Tìm thấy pha Griffiths và mối quan hệ giữa pha Griffiths với các tham số đặc trưng của hiệu ứng từ nhiệt trong vật liệu nano La0.78Ca0.22MnO3.

- Mối quan hệ giữa từ độ tự phát và biến thiên entropy từ trong vật liệu đã được chứng minh dựa vào lý thuyết Landau. Mối quan hệ giữa sự xuất hiện pha Griffiths với hiệu ứng từ nhiệt, các tham số cận chuyển pha và tính chất của từ độ tự phát trong vật liệu đã được xem xét và lý giải dựa theo các bằng chứng thực nghiệm.

- Giải thích thành công được mối quan hệ giữa biến thiên entropy từ và các tham số cận chuyển pha trong vật liệu La0.7Sr0.3Mn1-xCuxO3 (0 ≤ x ≤ 0.6).

- Giải thích thành công ảnh hưởng của Co lên việc xuất hiện pha Griffiths trong La0.7Sr0.3Mn1-xCoxO3 (0 ≤ x ≤ 1) và dựa theo các bằng chứng thực nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xây dựng giản đồ các pha từ của hệ mẫu.

Về giá trị khoa học, các nhà nghiên cứu đã giải thích thành công mối quan hệ giữa sự xuất hiện pha Griffiths với các tính chất từ nhiệt, tính chất từ tại vùng lân cận chuyển pha, vùng thuận từ của vật liệu manganites bằng các mô hình vật lý thích hợp. Các mô hình này cần được tiếp tục nghiên cứu trong các vật liệu điện-từ khác để có tính khái quát chung. 

Đề tài cung cấp thêm các mô hình vật lý phù hợp để giải thích các tính chất điện - từ trong vật liệu manganites, một trong các vật liệu hiện đang được quan tâm nghiên cứu trên thế giới. Ngoài ra, đề tài còn làm phong phú thêm các hiểu biết về tính chất vật lý của vật liệu manganites.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16262/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)