NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP THỤ SÓNG VI BA  CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP NỀN BiFeO3

Nguyễn Thị Xuân; Lê Mỹ Phượng; Chu Thị Anh Xuân

doi:10.34238/tnu-jst.11947

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP THỤ SÓNG VI BA CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP NỀN BiFeO3

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/01/25 Ngày hoàn thiện: 27/02/25 Ngày đăng: 27/02/25

Các tác giả

1. Nguyễn Thị Xuân, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
2. Lê Mỹ Phượng, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
3. Chu Thị Anh Xuân , Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi khảo sát tính chất hấp thụ sóng vi ba của vật liệu tổ hợp Bi_1-xSm_xFeO₃/paraffin (BS_x, x = 0,05; 0,10; 0,15; và 0,20) theo nồng độ pha tạp Sm (x) trong vùng tần số từ 4 - 18 GHz. Phân tích giản đồ XRD cho thấy hiện tượng chuyển pha cấu trúc, tương ứng với sự xuất hiện của vùng biên pha hình thái và sự hình thành tính chất sắt từ yếu khi nồng độ Sm tăng lên (x ≥ 0,10). Kết quả khảo sát tính chất hấp thụ sóng vi ba của các mẫu BS_x hiệu suất hấp thụ băng tần rộng của các mẫu được cải thiện rõ rệt theo nồng độ x tăng. Mẫu tổ hợp có x = 0,15 cho giá trị độ tổn hao phản xạ thấp nhất và đạt -37,86 dB tại 15,60 GHz, tương ứng với độ hấp thụ năng lượng sóng vi ba tương đối đạt đến 99,98%. Độ rộng vùng hấp thụ vi ba ứng với RL < -10 dB đạt giá trị lớn nhất bằng 5,6 GHz cho mẫu có x = 0,20. Ngoài ra, quan sát trên các đường RL(f) nhận thấy hiện tượng dịch chuyển đỉnh cực tiểu cộng hưởng về phía tần số thấp theo x tăng. Nghiên cứu này được thực hiện góp phần vào việc phát triển các hợp chất có hiệu năng hấp thụ sóng vi ba mạnh dựa trên vật liệu đa pha điện từ nền BiFeO₃.

Từ khóa

Hấp thụ sóng vi ba; Hấp thụ dải rộng; Tổn hao phản xạ; Hấp thụ cộng hưởng; Vật liệu đa pha điện từ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] C. Wang, X. Wang, et al., "The Electromagnetic Property of Chemically Reduced Graphene Oxide and Its Application as Microwave Absorbing Material," Appl. Phys. Lett., vol. 98, 2011, Art. no. 072906.

[2] H. J. Yang, M. S. Cao, et al., "NiO Hierarchical Nanorings on SiC: Enhancing Relaxation to Tune Microwave Absorption at Elevated Temperature," ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 7, pp. 7073-7077, 2015.

[3] G. Catalan and J. F. Scott, "Physics and Applications of Bismuth Ferrite," Adv. Mater., vol. 21, pp. 2463-2485, 2009.

[4] A. Kumar and D. Varshney, "Crystal Structure Refinement of Bi 1-XNd XFeO₃ Multiferroic by the Rietveld Method," Ceram. Int., vol. 38, pp. 3935-3942, 2012.

[5] R. Che, and X. Liang, et al., "Microwave Absorption Enhancement and Complex Permittivity and Permeability of Fe Encapsulated within Carbon Nanotubes," Adv. Mater., vol. 16, pp. 401-405, 2004.

[6] Z. X. Cheng, and T. R. Shrout, et al., "Structure, Ferroelectric Properties, and Magnetic Properties of the La-Doped Bismuth Ferrite," J. Appl. Phys., vol. 103, no. 7, 2008, Art. no. 07E507.

[7] V. A. Khomchenko, and J. A. Paixão, et al., "Rhombohedral-to-Orthorhombic Transition and Multiferroic Properties of Dy-Substituted BiFeO₃," J. Appl. Phys., vol. 108, no. 7, 2010, Art. no. 074109.

[8] A. Khesro, I. M. Reaney, et al., "Phase Transitions, Domain Structure, and Pseudosymmetry in La- and Ti-Doped BiFeO₃," J. Appl. Phys., vol. 119, 2016, Art. no. 054101.

[9] S. Zhang, L. Wang, Y. Chen, D. Wang, Y. Yao, and Y. Ma, "Observation of Room Temperature Saturated Ferroelectric Polarization in Dy Substituted BiFeO₃ Ceramics," J. Appl. Phys., vol. 111, 2012, Art. no. 074105.

[10] I. O. Troyanchuk, V. N. Shut, et al., "Phase Transitions, Magnetic and Piezoelectric Properties of Rare-Earth-Substituted BiFeO₃ Ceramics," J. Am. Ceram. Soc., vol. 94, pp. 4502-4506, 2011.

[11] C. S. Chen, C. W. Yu, et al., "Micro-to-Nano Domain Structure and Orbital Hybridization in Rare-Earth-Doped BiFeO₃ across Morphotropic Phase Boundary," J. Am. Ceram. Soc., vol. 101, pp. 883-896, 2018.

[12] N. A. Spaldin and R. Ramesh, "Advances in Magnetoelectric Multiferroics," Nat. Mater., vol. 18, pp. 203-212, 2019.

[13] Y. Q. Kang, M. S. Cao, J. Yuan, and X. L. Shi, "Microwave Absorption Properties of Multiferroic BiFeO₃Nanoparticles," Mater. Lett., vol. 63, pp. 1344-1346, 2009.

[14] S. Bi, J. Li, B. Mei, X. J. Su, C. Z. Ying, and P. H. Li, "Effect of Zn Doping on the Microwave Absorption of BFO Multiferroic Materials," IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 292, 2018, Art. no. 012105.

[15] P. Harshapriya, P. Kaur, and D. Basandrai, "Influence of La-Ag Substitution on Structural, Magnetic, Optical, and Microwave Absorption Properties of BiFeO₃ Multiferroics," Chinese J. Phys., vol. 84, pp. 119-131, 2023.

[16] A. N. Vicente, G. M. I. Dip, and C. Junqueira, "The Step by Step Development of NRW Method," SBMO/IEEE MTT-S Int. Microw. Optoelectron. Conf. Proc., vol. 738, pp. 22-24, 2011.

[17] P. Wilson, Grounding and Wiring, 1-47, The Circuit Designer's Companion (Fourth Edition), 2017.

[18] D. K. Pradhan, R. S. Katiyar, et al., "Phase Transition and Enhanced Magneto-Dielectric Response in BiFeO₃-DyMnO₃ Multiferroics," J. Appl. Phys., vol. 117, 2015, Art. no. 144103.

[19] T. P. Pham et al., "Structural Transition, Electrical and Magnetic Properties of Cr Doped Bi0.9Sm0.1FeO3 Multiferroics," J. Alloys Compd., vol. 813, 2020, Art. no. 152245.

[20] T. T. Pham, B. W. Lee, et al., "Intrinsic Exchange Bias and Vertical Hysteresis Shift in Bi_0.84La_0.16Fe_0.96Ti_0.04O₃," J. Magn. Magn. Mater., vol. 462, pp. 172-177, 2018.

[21] D. P. Dutta and A. K. Tyagi, "Effect of Sm³⁺ and Zr⁴⁺ Codoping on the Magnetic, Ferroelectric and Magnetodielectric Properties of Sonochemically Synthesized BiFeO₃ Nanorods," Appl. Surf. Sci., vol. 450, pp. 429-440, 2018.

[22] Y. Hong, J. Li, H. Bai, Z. Song, G. Li, M. Wang, and Z. Zhou, "Role of Finite-Size Effect in BiFeO₃Nanoparticles to Enhance Ferromagnetism and Microwave Absorption," Appl. Phys. Lett., vol. 116, 2020, Art. no. 013103.

[23] C. Tian, J. Zhao, et al., "The Influence of Nd Substitution on Microstructural, Magnetic, and Microwave Absorption Properties of BiFeO₃ Nanopowders," J. Alloys Compd., vol. 859, 2021, Art. no. 157757.

[24] C. Tian, J. Wang, et al., “Effects of Sm-doping on microstructure, magnetic and microwave absorption properties of BiFeO₃,” J. Rare Earths, vol. 39, no. 7, pp. 835-843, 2021.

[25] T. T. Pham et al., “Microwave absorption performance of La_1.5Sr_0.5NiO₄/SrFe₁₂O₁₉ composites with thin matching thickness,” Ceramics International, vol. 50, pp. 46683-46694, 2024.

[26] T. N. Bach et al., “Microwave absorption properties of (100-x)La_1.5Sr_0.5NiO₄/xNiFe₂O₄ nanocomposites,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 695, pp. 1658-1662, 2017.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11947

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ