Tính chất và ứng dụng Perovskit (cấu trúc)

Ở cấu trúc sơ khai ban đầu (ở vị trí AB chỉ có 2 nguyên tố) thì perovskite mang tính chất điện môi phản sắt từ. Sự lý thú trong tính chất của perovskite là nó có thể tạo ra rất nhiều tính chất trong một vật liệu ở các nhiệt độ khác nhau [1].

Tính chất điện

Có nhiều perovskite là các chất sắt điện thể hiện tính chất nhiệt điện trở lớn [2]. Nhờ sự pha tạp, tính chất dẫn điện của perovskite có thể thay đổi từ tính chất điện môi sang tính dẫn kiểu bán dẫn, hoặc thậm chí mang tính dẫn kiểu kim loại, hoặc tính chất điện đặc biệt là trật tự điện tích, trạng thái mà ở đó các hạt tải dẫn bị cô lập bởi các iôn từ tính [3],[4]. Ngoài ra, nhiều perovskite có thể mang tính chất siêu dẫn ở nhiệt độ cao [5].

Tính chất từ

Thông thường, perovskite mang tính chất phản sắt từ nhưng tính chất này có thể bị biến đổi thành sắt từ nhờ sự pha tạp các nguyên tố khác nhau. Sự pha tạp các nguyên tố dẫn đến việc tạo ra các iôn mang hóa trị khác nhau ở vị trí B, tạo ra cơ chế tương tác trao đổi gián tiếp sinh ra tính sắt từ. Điều đặc biệt là tính chất từ có thể thay đổi trong nhiều trạng thái khác nhau ở cùng một vật liệu [1][4]. Khi ở trạng thái sắt từ, perovskite có thể tồn tại hiệu ứng từ điện trở siêu khổng lồ [1], hoặc hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ [6] hoặc trạng thái thủy tinh - spin ở nhiệt độ thấp, trạng thái mà các spin bị tồn tại trong trạng thái hỗn độn và bị đóng băng bởi quá trình làm lạnh [7].

Các tính chất khác

Bên cạnh các tính chất điện từ, perovskite còn mang nhiều đặc tính hóa học như có tính hấp phụ một số loại khí hoặc tính chất xúc tác hóa học.

Ứng dụng

Do có nhiều đặc tính điện - từ - hóa khác nhau nên perovskite có mặt trong rất nhiều ứng dụng [8] và được coi là một trong những vật liệu rất lý thú. Nhà vật lý người Ấn Độ C. N. R. Rao từng phát biểu rằng perovskite là trái tim của vật lý chất rắn [9]. Với tính chất từ điện trở siêu khổng lồ, perovskite rất hứa hẹn cho các linh kiện spintronics và các cảm biến từ siêu nhạy. Với nhiều tính chất đặc biệt như siêu dẫn nhiệt độ cao, sắt điện... perovskite rất hữu ích cho nhiều linh kiện điện tử. Ngoài ra, perovskite với các tính chất hấp phụ và xúc tác còn được sử dụng trong các pin nhiên liệu.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Perovskit (cấu trúc) http://www.springerlink.com/content/814116qx40712u... http://wikis.lib.ncsu.edu/index.php/Perovskite http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/struk/e2_1.htm... http://prola.aps.org/abstract/RMP/v73/i3/p583_1 http://dx.doi.org/10.1016/S0038-1098(01)00033-3 http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.12.074 http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2006.07.025 http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2006.10.786 http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/276/... http://www.bulletin.vnu.edu.vn/btdhqghn/Vietnamese...