Thông tin kết quả nghiên cứu đề tài KH&CN cấp bộ mã số B2020-TNA-17 do TS. Chu Thị Anh Xuân - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên chủ nhiệm

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung

- Tên đề tài: Xây dựng quy trình chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ dựa trên vật liệu tổ hợp nền điện môi La_1.5Sr_0.5NiO₄.

- Mã số: B2020-TNA-17.

- Chủ nhiệm: TS. Chu Thị Anh Xuân

- Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên

- Thời gian thực hiện: 01/2020 - 12/2021

2. Mục tiêu

- Đưa ra được quy trình chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ trong vùng tần số 2-18 GHz với độ hấp thụ đạt trên 99% tại tần số cộng hưởng dựa trên vật liệu tổ hợp nền điện môi La_1.5Sr_0.5NiO₄.

- Tìm kiếm và phát triển vật liệu mới để mở rộng vùng tần số hấp thụ trong dải tần số trên.

3. Tính mới và sáng tạo

Các kết quả nghiên cứu của đề tài là các nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ và khả năng hấp thụ mạnh sóng điện từ, làm rõ các cơ chế vật lý của hiệu ứng hấp thụ sóng điện từ của vật liệu tổ hợp. Ngoài ra, việc tiến hành nghiên cứu trên nhiều loại vật liệu khác nhau như điện môi, sắt từ, ferrite, multiferroic cho phép chúng tôi có những đánh giá tổng quan hơn về bản chất vật lý của hiệu ứng hấp thụ sóng điện từ. Việc mở rộng nghiên cứu hiệu ứng hấp thụ sóng điện từ cho các vật liệu multiferroic sẽ có ý nghĩa khoa học cao bởi đây là tính chất khá mới của các vật liệu này. Các nghiên cứu trong đề tài của chúng tôi được công bố trên các tạp chí quốc tế thuộc danh mục (ISI) và các tạp chí trong nước uy tín. Điều này đảm bảo tính mới và tính sáng tạo của đề tài.

4. Kết quả nghiên cứu

- Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ nền điện môi La_1.5Sr_0.5NiO₄ trong vùng tần số 2-18 GHz với độ hấp thụ đạt trên 99%.

- Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và tính chất từ của các hệ vật liệu điện môi La_1.5Sr_0.5NiO₄; sắt từ La_0,7Sr_0,3MnO₄; ferrite từ CoFe₂O₄, SrFe_12-2xCu_x/2Co_{x /2}Ti_xO₁₉; và multiferroic Bi_1-xNd_xFeO₃.

- Nghiên cứu tính chất hấp thụ mạnh sóng điện từ trong vùng tần số vi ba từ 2-1 GHz của các hệ vật liệu tổ hợp nền điện môi La_1.5Sr_0.5NiO₄. Dự đoán các cơ chế và mô hình vật lý thích hợp, nhằm hoàn thiện vật liệu thông qua việc điều khiển các tham số công nghệ.   

5. Sản phẩm

5.1. Sản phẩm khoa học:

- Bài báo đăng trên các tạp chí quốc tế uy tín (có cảm ơn đề tài).

[1]. P.T. Tho, N. Tran, M.Y. Lee, N.V. Dang, P.T. Phong, L.T. Ha, H.T. Van, N.
N. Tran, D.T. Khan, B.W. Lee, C.T.A. Xuan (2021), “Structural evolution and magnetic properties in Bi_1-xNd_xFeO₃ ceramics” (Sự biến đổi cấu trúc và tính chất từ của vật liệu gốm Bi_1-xNd_xFeO₃), Ceramics International, 47, pp. 13590–13597. (SCIE, Q1_, IF= 4.527).

[2]. P.T.Tho, C.T.A.Xuan, N.Tran, N.Q.Tuan, W.H.Jeong, S.W.Kimg, T.Q.Dat, V.D.Nguyen, T.N.Bach, T.D.Thanh, D.T.Khan, B.W.Lee (2022), “Ultra-wide effective absorption bandwidth of Cu, Co, and Ti co-doped SrFe₁₂O₁₉ hexaferrite” (Băng thông hấp thụ hiệu dụng cực rộng của hexaferrite SrFe₁₂O₁₉ đồng pha tạp Cu, Co và Ti), Ceramics International, 48(19), pp. 27409-27419. (SCIE, Q1_, IF= 4.527).

[3] Tran Dang Thanh, Chu Thi Anh Xuan, Ta Ngoc Bach, Bui Xuan Khuyen, Dao Son Lam, Dinh Chi Linh, Le Thi Giang, and Vu Dinh Lam (2022), “Magnetic and microwave absorbing properties of La_0.7Sr_0.3MnO₃ nanoparticles” (Tính chất từ và haấp thụ sóng vi ba của các hạt nano La_0.7Sr_0.3MnO₃), AIP Advances, 12, pp. 035134(1-12). (SCIE, Q3, IF = 1,624).

- Bài báo trong nước (có cảm ơn đề tài).

[1]. Chu Thị Anh Xuân, Nguyễn Văn Khiển, Đỗ Minh Tân, Nguyễn Thị Khánh Vân, Lô Thị Huế, Lê Tiến Hà (2022), “Tính chất hấp thụ sóng điện từ trong vùng tần số vi ba của vật liệu tổ hợp nền điện môi La_1,5Sr_0,5NiO₄/CoFe₂O₄”, TNU Journal of Science and Technology (Tạp chí KH&CN Đại học Thái Nguyên), 227(08), tr. 492-498. (eISSN: 2615-9562).

- Báo cáo tại hội nghị chuyên ngành quốc tế (có cảm ơn đề tài).

[1]. C.T.A. Xuân, L.T. Huế, N.V. Khiển, L.T. Hà, N.T.K. Vân, B.H. Quân, T.N. Bách (2022), “Nghiên cứu tính chất hấp thụ sóng điện từ của vật liệu nano tổ hợp nền điện môi La_1.5Sr_0.5­NiO₄”, Kỷ yếu Hội nghị Quốc tế về Vật lý Kỹ thuật và Ứng dụng lần thứ 7 (CAEP7), tr. 340-347. (ISBN: 978-604-357-080-9).

5.2. Sản phẩm đào tạo:

Hỗ trợ đào tạo 02 học viên cao học bảo vệ thành công luận văn Thạc sĩ theo hướng của đề tài thực hiện đúng tiến độ:

[1] HV. 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", Quyết định số 310/QĐ-ĐHKH ngày 31 tháng 3 ngày 2022 của Hiệu Trưởng Trường Đại học Khoa học về việc công nhận tốt nghiệp và cấp bằng thạc sĩ đợt 2 năm 2021.

[2] HV. Bùi Hữu Quân, "Chế tạo và khảo sát ảnh hưởng của độ dày lớp hấp thụ lên tính chất hấp thụ sóng vi ba của vật liệu ferrite SrFe_12-2x­M_2xO₁₉ (M = Co, Ti, Cu, …)", Quyết định số 1727/QĐ-ĐHKH ngày 04 tháng 11 ngày 2022 của Hiệu Trưởng Trường Đại học Khoa học về việc thành lập hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ đợt 2 năm 2022.

6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu

- Phương thức chuyển giao: Gián tiếp dưới dạng tài liệu tham khảo công bố đại chúng.

- Về khoa học: Công bố một số kết quả mới có ý nghĩa khoa học trên các tạp chí quốc tế uy tín thuộc danh mục SCIE và các tạp chí chuyên ngành trong nước (thuộc chủ đề nghiên cứu của đề tài).

- Về giáo dục và đào tạo: Hỗ trợ đào tạo học viên cao học theo đúng hướng của đề tài.

- Làm tài liệu nghiên cứu về vật liệu từ và vật liệu hấp thụ sóng điện từ trong và ngoài nước.

- Góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu các thành viên trong nhóm thực hiện đề tài, mở rộng hợp tác nghiên cứu.

 

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information

- Project title: The synthesis process of microwave absorbing material based on the dielectric composite of La_1.5Sr_0.5NiO₄.

- Code number: B2020-TNA-17.

- Coordinator: Dr. Chu Thị Anh Xuân

- Implementing institution: Thai Nguyen university

- Duration: 01/2020 - 12/2021

2. Objective(s)

- Providing the synthesis process of microwave absorbing material in frequency range of 2-18 GHz with 99% absorbing coefficient at resonant frequency of dielectric composite of La_1.5Sr_0.5NiO₄.

- Finding and developing new material for extending the absorbing frequency for this material.

3. Creativeness and innovativeness

The project results provide a study of crystal structure, magnetic properties, and electromagnetic wave absorption and related mechanism of composite material. Furthermore, we also study other material, such as dielectric, ferromagnetic, ferrite, and multiferroic materials, which allows us to fully understand the mechanism of electromagnetic wave absorption. The results on multiferroic material is interesting in basic science. The results of project have been published in the ISI journal approving that the project shows a creativeness and innovativeness in research field.

4. Research results

- The synthesis process of microwave absorbing material in frequency range of 2-18 GHz with 99% absorbing coefficient at resonant frequency of dielectric composite of La_1.5Sr_0.5NiO₄ has been successfully completed.

- Investigation the crystal structure and magnetic properties of dielectric La_1.5Sr_0.5NiO₄; ferromagnetic La_0,7Sr_0,3MnO₄; ferrite CoFe₂O₄, SrFe_12-2xCu_x/2Co_{x /2}Ti_xO₁₉; and multiferroic Bi_1-xNd_xFeO₃.

- Studying a strong absorption of electromagnetic wave in the microwave frequency ranging from 2-1 GHz of dielectric composite La_1.5Sr_0.5NiO₄-based material. Building the mechanism and model to predict the parameters.

5. Products

5.1. Scientific publications:

 - Articles published in prestigious international journals

[1]. P.T. Tho, N. Tran, M.Y. Lee, N.V. Dang, P.T. Phong, L.T. Ha, H.T. Van, N.
N. Tran, D.T. Khan, B.W. Lee, C.T.A. Xuan (2021), “Structural evolution and magnetic properties in Bi_1-xNd_xFeO₃ ceramics”, Ceramics International, 47, pp. 13590–13597. (SCIE, Q1_, IF= 4.527).

[2]. P.T.Tho, C.T.A.Xuan, N.Tran, N.Q.Tuan, W.H.Jeong, S.W.Kimg, T.Q.Dat, V.D.Nguyen, T.N.Bach, T.D.Thanh, D.T.Khan, B.W.Lee (2022), “Ultra-wide effective absorption bandwidth of Cu, Co, and Ti co-doped SrFe₁₂O₁₉ hexaferrite”, Ceramics International, 48(19), pp. 27409-27419. (SCIE, Q1_, IF= 4.527).

[3] Tran Dang Thanh, Chu Thi Anh Xuan, Ta Ngoc Bach, Bui Xuan Khuyen, Dao Son Lam, Dinh Chi Linh, Le Thi Giang, and Vu Dinh Lam (2022), “Magnetic and microwave absorbing properties of La_0.7Sr_0.3MnO₃ nanoparticles”, AIP Advances, 12, pp. 035134(1-12). (SCIE, Q3, IF = 1,624).

- National articles

[1]. Chu Thi Anh Xuan, Nguyen Van Khien, Đo Minh Tan, Nguyen Thi Khanh Van, Lo Thi Hue, Le Tien Ha (2022), “Electromagnetic wave properties in the microwave frequency of composite La_1,5Sr_0,5NiO₄/CoFe₂O₄”, TNU Journal of Science and Technology, 227(08), pp. 492-498. (eISSN: 2615-9562).

- Reports at international specialized workshop

[1]. C.T.A. Xuan, L.T. Hue, N.V. Khien, L.T. Ha, N.T.K. Van, B.H. Quan, T.N. Bach (2022), “Study of electromagnetic wave absorption of La_1.5Sr_0.5­NiO₄-based nanocomposites”, Proceedings of the 7^th  International Conference on Applied and Eengineering Physics  (CAEP7), pp. 340-347. (ISBN: 978-604-357-080-9).

5.2. Training results:

Support training two postgraduates to implement on schedule:

[1]. Le Thi Lieu has received a master degree in Optic, Thai Nguyen University of Sciences (310/QĐ-ĐHKH, 31/03/2022, Thai Nguyen University of Sciences).

[2] Bui Huu Quan has received a master degree in Optic, Thai Nguyen University of Sciences (1727/QĐ-ĐHKH ngày 04/11/2022, Thai Nguyen University of Sciences).

6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of researach results

The research results and publishing paper in ISI journal approve the success of project in research activity. The published paper will be a document for researcher, and student in university.

The results from project confirm the efficiency of investment of Ministry of Education for developing research program in Universities in Viet Nam. Especially, the project is helpful for lecturer, researcher in Thai Nguyen university. The principle investor of this project will continuously build the research group in Thai Nguyen university and extends collaboration with other research groups in worldwide.

Ban KHCN&ĐN