一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于磁性电介质技术领域，公开了一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用，多晶氧化物材料的化学式为Sr2‑

【技术实现步骤摘要】
一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及磁性电介质
，尤其涉及一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]Sr2IrO4的晶体结构、电子结构与铜氧化物超导体母体La2CuO4有很多相似之处，都是层状钙钛矿结构的K2NiF4型和1/2的Hubbard赝自旋。理论预言Sr2IrO4可以通过电子或者空穴掺杂来实现超导的可能，成为新型的非常规超导体。虽然关于电子的掺杂还没有实现零电阻和完全抗磁性的超导特征，但观察到了一系列如金属
‑
绝缘体转变、费米弧、赝能隙和非均匀电子序等现象。
[0003]现有技术中，基本上都是在Sr2IrO4母体中，寻找电阻率减小的材料，使其变为导体甚至超导体。在电子掺杂的材料中，科研工作者制备了La掺杂的Sr2‑
x
La
x
IrO4，观察到随着La掺杂的引入，材料中的电阻减小，呈现出金属相。并且本领域技术人员制备了Sm掺杂的Sr2‑
x
Sm
x
IrO4，发现所有掺杂材料都呈现出绝缘态行为，但是电性和磁性都随着Sm掺杂量的增加，呈现出非单调变化，材料掺杂到x≤0.1时电阻都是减小的，但是在x≥0.125，材料的电阻率增大。本领域技术人员在Rh掺杂时，发现Rh掺杂到临界值的时候，材料中呈现出金属行为。Ru掺杂的Sr2Ir1‑
x
Ru
x
O4材料中，磁有序及绝缘行为都被压制。Tb掺杂的Sr2Ir1‑
x
Tb
x
O4材料中，3％的Tb掺杂就使得长程反铁磁序被完全压制，但是材料依然保持了绝缘行为。在Cu掺杂的Sr2Ir1‑
x
Cu
x
O4体系中，人们发现长程磁有序减弱，x＝0.2的样品几乎呈现出顺磁行为，电阻随着掺杂量的增加而减小，但是电输运在所有掺杂材料中都呈现出绝缘态行为。
[0004]在上述现有技术中，基本上都是在Sr2IrO4母体中，寻找电阻率减小的材料，使其变为导体甚至超导体，本专利技术人试图在Sr2IrO4母体中寻找电阻率增大的材料以作为良好绝缘体材料，为此，本专利技术提供一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术的一种Eu掺杂的多晶氧化物材料及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术的第一个目的是提供一种Eu掺杂的多晶氧化物材料，化学式为Sr2‑
x
Eu
x
IrO4，其中，x表示元素摩尔百分比，且0≤x≤0.06。
[0008]进一步地，所述Eu掺杂的多晶氧化物材料的化学式为Sr2IrO4、Sr
1.98
Eu
0.02
IrO4、Sr
1.96
Eu
0.04
IrO4和Sr
1.94
Eu
0.06
IrO4中的任意一种。
[0009]本专利技术的第二个目的是提供一种上述多晶氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1，按照化学式Sr2‑
x
Eu
x
IrO4中的化学计量比，称取含氧的Sr源、Eu源和Ir源，备
用；
[0011]步骤2，将含氧的Sr源、Eu源和Ir源混匀，于700～900℃的温度下进行第一次煅烧，然后于950～1050℃的温度下进行第二次煅烧，然后于1200～1300℃下进行第三次煅烧，即获得所述多晶氧化物材料。
[0012]进一步地，所述Sr源为SrCO3；
[0013]所述Eu源为IrO2；
[0014]所述Ir源为Eu2O3。
[0015]进一步地，所述第一次煅烧后，将第一次煅烧后的产物研磨至粒径≤100μm，混匀，于5～15MPa的压力下压制成厚度为0.5～1.5mm的第一陶瓷片，然后再进行第二次煅烧处理。
[0016]进一步地，所述第二次煅烧后，将第二次煅烧后的产物研磨至粒径≤100μm，混匀，于5～15MPa的压力下压制成厚度为0.5～1.5mm的第二陶瓷片，然后再进行第三次煅烧处理。
[0017]进一步地，所述第一次煅烧的时间为10～18h。
[0018]进一步地，所述第二次煅烧的时间为20～30h。
[0019]进一步地，所述第三次煅烧的时间为36～60h。
[0020]本专利技术的第三个目标是提供一种所述的多晶氧化物材料在制备电容器储能材料中的应用。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术将Sr源、Eu源和Ir源混匀后通过逐级煅烧，获得Eu掺杂的多晶氧化物材料，且获得的Eu掺杂的多晶氧化物材料在240K左右出现弱铁磁转变，但是铁磁转变的温度随着掺杂的增加不断降低。随着Eu掺杂量的增加，材料的电阻率变大，绝缘性能愈加显著。对于x＝0.02的材料，介电常数最大而介电损耗最小。在107Hz高频情况下，损耗仅为0.739，如果再增加测试频率，损耗有可能降低到0.01的数量级，在电容器储能方面具有潜在的应用价值。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料的晶相测试结果图；其中，图1(a)为XRD图；图1(b)为晶格常数a和c；图1(c)为c/a和晶胞体积；图1(d)为Ir
‑
O1
‑
Ir键角；其中，x＝0为实施例1，x＝0.02为实施例2，x＝0.04为实施例3，x＝0.06为实施例4；
[0024]图2为本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料的扫描电子显微镜SEM图片；其中，x＝0为实施例1，x＝0.02为实施例2，x＝0.04为实施例3，x＝0.06为实施例4；
[0025]图3为本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料的拉曼测试结果；其中，图2(a)为拉曼谱图；图3(b)为拉曼谱振动模式随着掺杂的变化；其中，x＝0为实施例1，x＝0.02为实施例2，x＝0.04为实施例3，x＝0.06为实施例4；
[0026]图4为本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料在零场冷和场冷情况下的磁化率曲线；其中，图4(a)为实施例1；图4(b)为实施例2；图4(c)为实施例3；图4(d)为实施例4；
[0027]图5为本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料FC磁化率的导数dχ/dT与T的关系曲线；其中，图5(a)为实施例1；图5(b)为实施例2；图5(c)为实施例3；图5(d)为实施例4；
[0028]图6为T＝10K的温度条件下，本专利技术实施例1
‑
4多晶氧化物材料的M
‑
H曲线；其中，图6(a)为实施例1；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Eu掺杂的多晶氧化物材料，其特征在于，化学式为Sr2‑
x
Eu
x
IrO4，其中，x表示元素摩尔百分比，且0≤x≤0.06。2.如权利要求1所述的Eu掺杂的多晶氧化物材料，其特征在于，化学式为Sr2IrO4、Sr
1.98
Eu
0.02
IrO4、Sr
1.96
Eu
0.04
IrO4和Sr
1.94
Eu
0.06
IrO4中的任意一种。3.一种权利要求1所述的多晶氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按照化学式Sr2‑
x
Eu
x
IrO4中的化学计量比，称取含氧的Sr源、Eu源和Ir源，备用；步骤2，将含氧的Sr源、Eu源和Ir源混匀，于700～900℃的温度下进行第一次煅烧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧，熊燕飞，边健，丰远，谢瑜，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：