Chế tạo và nghiên cứu tính chất hấp thụ sóng điện từ của một số vật liệu tổ hợp điện môi / sắt từ, ferrite

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

---------------------------

LÊ THỊ LIỄU

CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT

HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU

TỔ HỢP ĐIỆN MÔI/SẮT TỪ, FERRITE

Chuyên ngành: Quang học

Mã số: 84 40 110

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Chu Thị Anh Xuân

TS. Phạm Trƣờng Thọ

THÁI NGUYÊN - 2022

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả của luận văn thu được trong quá trình thực hiện luận văn của

học viên dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cán bộ hướng dẫn. Các số liệu, kết

quả này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình

nào khác.

Tác giả

Lê Thị Liễu

ii

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô TS. Chu Thị Anh Xuân

và TS. Phạm Trƣờng Thọ - Hai người Thầy đã tận tình hướng dẫn và truyền

cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm nghiên cứu khoa học trong suốt quá

trình hoàn thành luận văn này.

Tôi xin chân trọng cảm ơn các Thầy, Cô giáo trong khoa Vật lý Công nghệ và

các cán bộ, nhân viên các phòng Đào Tạo Sau Đại Học- Trường Đại học Khoa Học

- Đại học Thái Nguyên đã luôn nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi

trong suốt quá trình học tập tại trường.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo Trường THPT

Nguyễn Thiện Thuật- nơi tôi công tác đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn

thành khóa học.

Xin chân thành cảm ơn các anh, các chị và các bạn học viên lớp Cao học

Quang học K14 Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã luôn động

viên, giúp đỡ và nhiệt tình chia sẻ với tôi những kinh nghiệm học tập, công tác

trong suốt khoá học.

Cuối cùng tôi xin được cảm ơn tới gia đình và người thân những người luôn ở

bên cạnh ủng hộ, động viên để tôi có thể hoàn thành khóa học.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do sự hạn hẹp về thời gian, điều kiện

nghiên cứu và trình độ, luận văn không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi rất

mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và đồng nghiệp .

Thái Nguyên, Ngày 10 tháng 12 năm 2021

Học viên

Lê Thị Liễu

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................i

MỤC LỤC........................................................................................................iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ v

DANH MỤC BẢNG........................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH ........................................................................................vii

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN........................................................................... 4

1.1. Tình hình nghiên cứu về vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên thế giới ......... 4

1.2. Lý thuyết hấp thụ sóng điện từ................................................................... 6

1.2.1. Cơ sở lý thuyết sóng điện từ.................................................................... 7

1.2.2. Các cơ chế hấp thụ sóng điện từ........................................................... 12

1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất hấp thụ sóng điện từ của vật liệu ... 17

1.3.1. Hiệu ứng kích thước hạt........................................................................ 17

1.3.2. Hình thái và cấu trúc vi mô................................................................... 18

1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hấp thụ bề mặt .............................................. 19

1.4. Khả năng ứng dụng của vật liệu hấp thụ sóng vi ba ................................ 21

CHƢƠNG 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM............................................ 25

2.1. Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu ....................................................... 25

2.2. Kỹ thuật đo đạc khảo sát cấu trúc tinh thể và tính chất của vật liệu........ 27

2.2.1. Phép đo nhiễu xạ tia X (XRD)............................................................... 27

2.2.2. Ảnh chụp bề mặt trên hệ kính hiển vi điện tử quét (SEM).................... 29

2.2.3. Phép đo từ kế mẫu rung (VSM)............................................................. 29

2.3. Phép đo các thông số điện từ đặc trưng của vật liệu có tính chất hấp thụ

sóng điện từ........................................................................................... 31

2.3.1. Công nghệ trải mẫu hấp thụ dạng lớp .................................................. 31

2.3.2. Kỹ thuật đo truyền qua và phản xạ sóng EM trong không gian tự do.. 32

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................... 37

iv

3.1. Hệ vật liệu ferrite cobalt CoFe2O4 ........................................................... 38

3.1.1. Phân tích cấu trúc và tính chất cơ bản vật liệu CoFe2O4..................... 38

3.1.2. Tính chất hấp thụ sóng điện từ của vật liệu CoFe2O4 .......................... 42

3.2. Tính chất hấp thụ sóng điện từ của vật liệu tổ hợp .................................. 46

KẾT LUẬN.................................................................................................... 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 54

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Ý nghĩa

LSNO La1,5Sr0,5NiO4

CFO CoFe2O4

RL Độ tổn hao phản xạ (Reflection Loss)

Z Trở kháng (Impedance)

NRW Thuật toán Nicolson–Ross–Weir

M Từ độ

MS Từ độ bão hòa

HC Lực kháng từ

D Kích thước hạt tinh thể

VSM Từ kế mẫu rung

SEM Hiển vi điện tử quét

XRD Nhiễu xạ tia

X

EM Sóng điện từ (Electromagnetic)

εr Hằng số điện môi tương đối

μr Độ từ thẩm tương đối

fR Tần số cộng hưởng

fZ Tần số phù hợp trở kháng

fp Tần số phù hợp pha

d Độ dày lớp hấp thụ

S11 Cường độ tín hiệu phản xạ