无限层镍基超导体前驱物Nd制造技术

本发明专利技术提供一种无限层镍基超导体前驱物Nd1‑

【技术实现步骤摘要】
无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3的制备方法


[0001]本专利技术属于材料领域。具体地，本专利技术涉及无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3的制备方法。

技术介绍

[0002]无限层镍基超导体Nd
0.8
Sr
0.2
NiO2通过氢化还原钙钛矿型氧化物薄膜Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3实现超导电性，但生长得到这种Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3前驱物非常困难，往往非常容易得到Ruddlesden
‑
Popper(RP)相(Nd
0.8
Sr
0.2
)2NiO4结构，甚至会有偏析严重的NiO的形成。一般通过判断脉冲激光沉积薄膜的X射线衍射(002)的峰位大于48
°
和存在(001)衍射峰来确认合成Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3的结构。通过采用改变生长过程中的氧气氛围，或者改变激光光斑的面积大小，或者通过抛光多晶靶材来保证生长过程中的化学计量比，例如Lee，K.；Goodge，B.H.Aspects of the synthesis of thin film superconducting infinite
‑
layer nickelates,APL Mater,2020,8,(041107)，其公开了通过抛光多晶靶材，改变激光光斑的面积大小来保证生长得到Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3。这些现有的技术手段过程复杂，得到的样品重复性不高，且样品质量不均一。
[0003]基于此，目前需要一种可以大大降低操作的繁琐程度以及提高样品性质稳定并且保证生长样品重复性高的新方法来获得无限层镍基超导体前驱物Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种操作简洁方便以及能够提高样品性质稳定并且保证生长样品重复性高的获得无限层镍基超导体前驱物Nd
0.8
Sr
0.2
NiO3的方法。
[0005]本专利技术的上述目的是通过如下技术方案进行的。
[0006]本专利技术提供一种无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3的制备方法，其包括如下步骤：
[0007](1)将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温并置于富氧环境中，以进行退火处理；
[0008](2)对步骤(1)中退火处理后的产品进行降温，制得无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3，其中x为大于0小于等于0.33。
[0009]本申请的专利技术人出乎意料地发现，通过将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜置于高温富氧的环境中，可以获得无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3。不希望受理论束缚，这可能是归因于高温富氧的环境导致氧气进入到钙钛矿氧化物薄膜中，能够氧化薄膜中的低价态金属元素，所以薄膜中具有多价态的杂质相很容易被氧化成高价态，从而有利于相对于(Nd1‑
x
Sr
x
)2NiO4相以及NiO中Ni价态高的Nd1‑
x
Sr
x
NiO3的形成与稳定。
[0010]在本专利技术的具体实施方案中，对脉冲激光沉积方法没有特别的限定，可以采用本领域技术人员公知的方法。在本专利技术的具体实施方案中，所采用的脉冲激光沉积方法是本
领域技术人员公知且普遍使用的方法，比如，Li,D.et al.Superconducting Dome in Nd1‑
x
Sr
x
NiO2Infinite Layer Films.Phys Rev Lett.2020，125,027001，其公开了利用脉冲激光沉积方法制备Nd1‑
x
Sr
x
NiO3(0.125<x<0.25)薄膜。
[0011]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的升温是在如下条件下进行的：
[0012]将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温至450
‑
550℃并保持5
‑
20分钟。
[0013]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的升温是在如下条件下进行的：
[0014]将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温至500
‑
550℃并保持10
‑
15分钟。
[0015]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的升温是在如下条件下进行的：
[0016]将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温至500℃并保持10分钟。
[0017]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述富氧环境的氧压为500
‑
5000Pa。
[0018]本申请的专利技术人出乎意料地发现，当富氧环境的氧压为500
‑
5000Pa时，可以获得所期望的结构相Nd1‑
x
Sr
x
NiO3。当氧压过低时，会造成214等Ruddlesden
‑
Popper(RP)相以及NiO的形成，不能获得期望的结构相。当氧压过高时，容易造成113相的物性改变，偏离本征的全金属性，变得绝缘。
[0019]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述富氧环境的氧压为500
‑
1000Pa。
[0020]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的退火处理进行30分钟至3小时。
[0021]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的退火处理进行1小时至2小时。
[0022]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的降温是在如下条件下进行的：降温速率为5
‑
20℃/min，优选地10
‑
15℃/min。
[0023]优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的降温是在如下条件下进行的：降温速率10
‑
15℃/min。
[0024]在本专利技术的具体实施方案中，将样品腔中无限层镍基超导体的前驱物钙钛矿氧化物薄膜材料置于高温富氧环境是在样品腔中原位进行的。
[0025]在本专利技术的具体的实施方案中，本专利技术对生长样品的大小以及样品的厚度不作特别限定，能够被加热器均匀加热的范围内均可。
[0026]本专利技术具有如下有益效果：
[0027]由于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3的制备方法，其包括如下步骤：(1)将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温并置于富氧环境中，以进行退火处理；(2)对步骤(1)中退火处理后的产品进行降温，制得无限层镍基超导体前驱物Nd1‑
x
Sr
x
NiO3，其中x为大于0小于等于0.33。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(1)中的升温是在如下条件下进行的：将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温至450
‑
550℃并保持5
‑
20分钟。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤(1)中的升温是在如下条件下进行的：将脉冲激光沉积制得的无限层镍基超导体前驱物钙钛矿氧化物薄膜升温至500
‑
550℃并保持10
‑
15分...

【专利技术属性】
技术研发人员：金奎娟，杨明卫，杨镇，郭尔佳，葛琛，王灿，何萌，杨国桢，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：