[发明专利]一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料及其制备方法有效
| 申请号： | 201510965170.8 | 申请日： | 2015-12-21 |
| 公开（公告）号： | CN105523527B | 公开（公告）日： | 2018-08-28 |
| 发明（设计）人： | 郭永权;解娜娜 | 申请（专利权）人： | 华北电力大学 |
| 主分类号： | C01B19/00 | 分类号： | C01B19/00 |
| 代理公司： | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人： | 黄家俊 |
| 地址： | 102206 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 黄铜矿 结构 半导体材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，所述稀磁半导体材料的化学式为CuIn1-xCoxTe2；其中0＜x≤0.4；
所述的稀磁半导体材料的制备方法包括以下步骤：
(1)根据化学式CuIn1-xCoxTe2的化学计量比配制Cu、In、Co、Te四种单质元素；
(2)在惰性气体的保护下反复熔炼Cu、In、Co单质3-4遍，得到成分均匀的Cu-In-Co前驱合金；
(3)将Cu-In-Co前驱合金和Te混合后研磨成粉，并用压片机压制成片；
(4)将压制成的片装入充满惰性气体的真空石英玻璃管中，并将其置于马弗炉中在300-800℃下进行热处理；
(5)重复步骤(4)1-2遍，获得经热处理后的样品；
(6)取出经热处理后的样品在冷水中冷却，然后真空研磨成粒径为100-10000nm的粉末；
(7)将粉末放入真空箱中烘干后得到粗品，再经抽滤分离提纯后得到具有黄铜矿结构的稀磁半导体材料；
制备得到的稀磁半导体材料的晶体结构为黄铜矿结构，并具有室温铁磁性。
2.一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，所述稀磁半导体材料的化学式为CuIn0.9Co0.1Te2；
所述的稀磁半导体材料的制备方法包括以下步骤：
(1)根据化学式CuIn0.9Co0.1Te2的化学计量比配制Cu、In、Co、Te四种单质元素；
(2)在惰性气体的保护下反复熔炼Cu、In、Co单质3-4遍，得到成分均匀的Cu-In-Co前驱合金；
(3)将Cu-In-Co前驱合金和Te混合后研磨成粉，并用压片机压制成片；
(4)将压制成的片装入充满惰性气体的真空石英玻璃管中，并将其置于马弗炉中在300-800℃下进行热处理；
(5)重复步骤(4)1-2遍，获得经热处理后的样品；
(6)取出经热处理后的样品在冷水中冷却，然后真空研磨成粒径为100-10000nm的粉末；
(7)将粉末放入真空箱中烘干后得到粗品，再经抽滤分离提纯后得到具有黄铜矿结构的稀磁半导体材料；
制备得到的稀磁半导体材料的晶体结构为黄铜矿结构，并具有室温铁磁性，居里温度为980K，并且在该温度处仍具有铁磁性。
3.根据权利要求1或2所述的一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，制备方法步骤(1)中所述Cu、In、Co和Te单质的纯度在99.9％以上。
4.根据权利要求1或2所述的一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，制备方法步骤(2)中所述熔炼在非自耗真空电弧炉中进行，熔炼电流为40A-200A。
5.根据权利要求1或2所述的一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，制备方法步骤(4)中所述热处理的时间为4-6周。
6.根据权利要求1或2所述的一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，制备方法步骤(2)与步骤(4)中所述的惰性气体为氮气或氩气。
7.根据权利要求1或2所述的一种黄铜矿结构的稀磁半导体材料，其特征在于，制备方法步骤(6)中所述的真空研磨在球磨机中进行，转速为400-600r/min，球磨时间为6-14h。
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