[发明专利]一种超高压新相Cu2Sb合金晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压新相Cu₂Sb合金晶体及其制备方法。

背景技术

铁基超导体LaFeOAs（T_c＝26K）[Y. Kamihara, et al.,J. Am. Chem. Soc.128, 10012(2006)] 的发现为人们打开了又一扇高温超导研究的大门。除了最先发现的“1111”体系以外，“122”,“111”,“11”等具有不同结构和Tc的铁基超导体也陆续被发现。在这其中具有Cu₂Sb结构的“111”体系因为具有非常简单的结构，易于研究铁基超导的机理而引起了人们极大的兴趣。在“111”体系中有两个重要的超导体化合物LiFeAs和NaFeAs。研究发现NaFeAs在高压下存在等结构相变和新相，而LiFeAs在高压下结构却一直是稳定的。同结构且成分很接近的两种化合物在压力下呈现了不同的性质，表明两者在物理机制上是有很大差别的。因此研究和这两个化合物同结构的Cu₂Sb在高压下的结构变化，有助于阐明LiFeAs和NaFeAs在物理本性上的差别，也更有助于探究铁基超导体的物理机制。

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超高压新相Cu₂Sb合金晶体，本发明的另一目的是提供一种上述晶体的制备方法。

为实现上述目的，本发明一种超高压新相Cu₂Sb合金晶体，该晶体坍塌四方相的空间群为P4/nmmz，晶格常数为a=3.8-3.9?, c=5.9-6.0?。

进一步，所述坍塌四方相的存在的压力区间是8-30GPa。

进一步，所述坍塌四方相中Sb-Cu-Sb键角分别达到118^o和93.5^o。

一种上述超高压新相Cu₂Sb合金晶体的制备方法，具体为：

1）在常压下，制备常压相的Cu₂Sb 合金：将99.99%或以上纯度的Cu和Sb粉末以2:1的摩尔比在空气中混合、研磨、压片，然后密封在设定的温度条件下烧结，并进行保温处理，制得Cu₂Sb常压相样品；

2）超高压条件下制备坍塌四方相的Cu₂Sb合金：将Cu₂Sb常压相样品在高压装置中进行高压新相制备，在压力区间8-30GPa下制得稳定的坍塌四方相Cu₂Sb合金。

进一步，所述步骤1）中烧结温度为540℃，保温时间为24小时。

进一步，所述步骤1）在真空钛金属管中进行烧结。

进一步，所述高压装置为金刚石压砧，高压封垫采用T301不绣钢片，传压介质是硅油。标压物质是红宝石，通过红宝石的荧光峰确定压力。利用原位高压同步辐射角散X射线对高压下所述Cu₂Sb常压相样品进行衍射实验，得到Cu₂Sb合金高压下的x光衍射谱，解衍射谱得到样品单胞体积随压力的变化。

本发明通过高压方法，将常压下的Cu₂Sb合金晶体通过高压作用，发生结构转变，从而得到了一种新的坍塌四方相Cu₂Sb合金。本发明为探究铁基超导体提供了可能。

 

附图说明

图1是本发明的在0-30GPa超高压条件得到的Cu₂Sb合金晶体结构；

图2是本发明中CuSb₄四面体结构图； 

图3 是本发明的在0-30GPa超高压条件得到的Cu₂Sb合金样品的XRD图谱；

图4是本发明的0-30GPa超高压条件Cu₂Sb合金晶体的晶格常数随压力的变化；

图5是本发明的0-30GPa超高压条件Cu₂Sb合金晶体的单胞体积随压力的变化。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。