The invention discloses a preparation method of a calcium aluminate type semiconductor material. First, benzene series A and calcium aluminate material C12A7 were placed in the test tube and sealed. Then, the test tube is placed in the high temperature furnace and heated to 200 - 300 C. The temperature is kept for 0.5 - 2 hours to make A volatile and form an atmosphere. Next, the black conductive C12A7 material was obtained by increasing the heating temperature of the test tube to 900-1300 C and holding high temperature for 10-120 hours. The invention does not need to operate in high vacuum environment, and the preparation process is simple; the benzene series used in the preparation are many kinds, low price and low dosage, which provides a variety of options for the production of conductive C12A7 and effectively reduces the manufacturing cost; it is conducive to the industrialized production of the material and has great application and popularization value.
【技术实现步骤摘要】
一种钙铝石型半导体材料的制备方法
本专利技术属于无机材料
,具体涉及一种钙铝石型半导体材料的制备方法。
技术介绍
七铝酸十二钙12CaO·7A12O3(C12A7),属于钙铝石体系中的一种陶瓷材料,C12A7制备所用的原料为钙和铝的氧化物,自然界储量极高,并且对环境没有任何影响。C12A7分子式为[Ca24A128O64]4+·2O2-,一个钙铝石晶胞是由十二个直径约为0.4nm笼腔结构组成,笼子间的窗口直径可达0.1nm,笼腔内的O2-离子受到的约束力小,由于存在通道和较弱的束缚作用,可以实现笼内外离子基团的交换。多年的研究发现,通过氧化还原反应和离子注入等多种方式可以直接或间接的取代C12A7结构内部O2-离子,可以获得一系列的C12A7的衍生物C12A7:M-(M为负离子),C12A7:e-也是从离子取代的角度出发获得的具有电学性能的C12A7衍生物。日本东京工业大学的HideoHosono等人对C12A7的导电性能进行了深入的研究,该课题组首先将C12A7置于H2的气氛中进行退火处理,制备得到C12A7:H-,利用紫外线对C12A7:H-照射后,发现其导电率迅速从10-7S·cm-1增加到0.3S·cm-1,从绝缘体转变为导体,且该现象在光源移走后仍能保持一定时间,这是关于C12A7导电性能研究的首次报导。接下来,该课题组针对提高C12A7的导电性能做出了一系列的研究,先后采用金属钙、金属钛以及碳等还原介质与C12A7进行高温反应,将笼腔内的O2-用e-置换,制备了电子化合物C12A7:e-,常温下的电导率甚至可以达到1500S·cm-1。但 ...
【技术保护点】
1.一种钙铝石型半导体材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将含苯环的有机物A和钙铝石C12A7片状材料一并加入到试管中并密封;(2)将试管置于真空试管炉中加热到200~300℃,保温0.5~2小时使有机物A挥发形成气氛;(3)提高试管炉的加热温度至900~1300℃,保持高温处理10~120小时即得到黑色导电C12A7材料。
【技术特征摘要】
1.一种钙铝石型半导体材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将含苯环的有机物A和钙铝石C12A7片状材料一并加入到试管中并密封;(2)将试管置于真空试管炉中加热到200~300℃,保温0.5~2小时使有机物A挥发形成气氛;(3)提高试管炉的加热温度至900~1300℃,保持高温处理10~120小时即得到黑色导电C12A7材料。2.根据权利要求1所述的钙铝石型半导体材料的制备方法,其特征在于:所述C12A7片状材料为单晶或多晶材料。3.根据权利要求2所述的钙铝石型半导体材料的制备方法,其特征在于:所述多晶C12A7片状材料的制备方法包括如下步骤:(1)按12:14的化学计量比分别称取四水硝酸钙和九水硝酸铝,并称取上述两种硝酸盐总的化学计量3倍的尿素作为络合剂一起加入烧杯中,加入适量去离子水并搅拌形成透明溶液;(2)将溶液转移到刚玉坩埚中,溶液量不应超过坩埚体积的1/3,马弗炉加热至500℃后,将坩埚放入其中并煅烧2小时,自然冷却获得多晶C12A7材料;(3)将多晶C12A7粉末在200MPa压力下制成厚度0.5~0.8mm的压片,得到多晶C12A7压片。4.根据权利要求2所述的钙铝石型半导体材料的制备方法,其特征在于:所述单晶C12A7片状材料的制备方法包括浮区法和提拉法,所述提拉法包括如下步骤:(1)以多晶C12A7材料作为原料,在提拉炉内溶解,铂丝作为晶种从溶体中拉出晶体,生长的晶体在30~50小时内逐渐冷却...
【专利技术属性】
技术研发人员:汤盛文,余文志,周伟,李杨,阿湖宝,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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