[发明专利]一种具有巨大电致电阻效应的铁氧化物材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁氧化物材料，尤指一种在室温附近具有巨大的电致电阻效应的铁氧化物材料。

背景技术

电致电阻效应是指材料的电阻在外加电场下产生明显的变化表现为电流-电压曲线具有强烈的非线性。利用这一效应，可以通过外加电场对材料的电阻态进行调控：当外加电场为零或较小时，材料处于高电阻态；当外加电场较大时，材料处于低电阻态。因此，利用电致电阻效应可以发展很多电子器件，特别是，基于电致电阻效应原理发展高密度非易失性存储单元以及电随机存储器(RRAM，Resistance Switching RandomAccess Memory)是世界范围内正在关注的重要课题

要在实际应用中有效利用电致电阻效应，需要解决两个关键问题。一是低场下的大效应，即在较小的电场下具有足够大的电致电阻效应；二是在室温附近保持大的电致电阻效应。目前已经在一些材料中发现大的电致电阻效应，如钙钛矿锰氧化物Pr_1-xCa_xMnO₃，钛酸盐Cr:SrTiO₃，以及Fe₃O₄等等。但是，在这些材料中大的电致电阻效应都发生在很低的温度，并且需要较大的外加电场，因此对实际应用有很大的限制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种在室温附近具有巨大电致电阻效应的材料。

为实现上述目的，本发明提供一种具有巨大电致电阻效应的铁氧化物材料，其化学式为(Lu_1-xR_x)Fe₂O₄，其中R为重稀土元素，0≤x≤1，x表示原子百分比含量。

进一步，所述重稀土元素为Ho、Er、Tm、Yb或者Y。

进一步，所述铁电材料的化学式为LuFe₂O₄。

进一步，所述铁氧化物材料的化学式为YbFe₂O₄。

进一步，所述铁氧化物材料的化学式为(Lu_0.5Y_0.5)Fe₂O₄。

如权利要求1所述的具有巨大电致电阻效应的铁氧化物材料，其特征在于，所述铁氧化物材料的化学式为YFe₂O₄。

本发明提供一种具有巨大电致电阻效应的铁氧化物材料，该材料在室温附近具有巨大的电致电阻效应，在其上外加较小的电场就可以使材料的电阻从绝缘态转变为金属态，因此，本发明在高密度存储电子元件等领域具有极大的应用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为LuFe₂O₄样品的电阻在不同外加电压下随温度的变化关系；

图2为LuFe₂O₄样品在不同温度下的电流-电压曲线；

图3为室温下(300K)LuFe₂O₄样品的电阻随外加电压的变化关系。

具体实施方式

本发明的具有巨大电致电阻效应的铁氧化物材料采用固相反应法在真空中烧结制备。用粉末X射线衍射法对制备的样品进行结构和物相分析，表明样品具有很好的单相。用超导量子干涉仪测量样品的磁性，用物性测量系统(PPMS，Physical Properties Measuring System)测量样品的电阻和电流-电阻曲线。直流电压由一个Keithley 2400型电压源提供。

实施例1：制备LuFe₂O₄多晶样品

将2.8370克纯度为99.99％的Lu₂O₃，1.8975克纯度为99.9998％的Fe₂O₃，和0.2654克纯度为99.99％的Fe粉末混合，搅拌研磨至均匀，用粉末压片机压片成型，放入石英管中，抽真空密封，在1100℃烧结48小时，随炉自然冷却到室温。用粉末X射线衍射法对制备的多晶样品进行结构和物相分析，表明生成的LuFe₂O₄样品具有很好的单相。