准一维自旋玻璃材料单晶及其制备方法以及应用技术

本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种准一维自旋玻璃材料单晶及其制备方法以及应用。一种准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，包括：将BaSe、CoSe2混合，得到混合物，然后将混合物压制成型；将压制成型的混合物在5GPa～8GPa压力、1200℃～1400℃温度条件下烧结2h～4h；然后缓慢降温至900℃～1000℃，随后快速冷却至室温。采用本申请方法制得了准一维自旋玻璃材料单晶Ba9Co3Se

【技术实现步骤摘要】
准一维自旋玻璃材料单晶及其制备方法以及应用


[0001]本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种准一维自旋玻璃材料单晶及其制备方法以及应用。

技术介绍

[0002]自旋玻璃材料是一种局域磁矩具有短程有序而长程无序的磁性材料，其在磁学性能、力学性能和化学性能等方面具有独特之处；此外，自旋玻璃材料内部自旋排列处于冻结状态，使得其成为了新一代存储材料的有力竞争者，因此，自旋玻璃材料得到了广大科研工作者的广泛研究和关注。
[0003]准一维系统由于维度的降低，呈现出许多与二维或三维体系的完全不同的物理特性，比如非常规超导、玻色爱因斯坦凝聚、各向异性等，一直以来都是凝聚态物理领域研究的热点。然而在实际中，理想的一维材料是不存在的。一维链在堆积的过程中，不可避免地会出现耦合作用，从而形成准一维材料。准一维材料尤其是自旋玻璃材料因为其独特的晶体结构以及强的各向异性等物性，可以突破各向同性自旋玻璃材料对电磁性能的限制，为开发新型的电磁功能材料开辟新的途径。Ba9Co3Se
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是一个典型的准一维自旋玻璃材料，在磁性器件上有很大潜在的应用。然而目前仅有多晶样品被制备出来，对于多晶样品，其各向异性特征无法显现出来，大大地限制了该材料在各向异性器件上的应用，因此制备准一维自旋玻璃材料单晶具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种准一维自旋玻璃材料单晶及其制备方法以及应用。
[0005]第一方面，本申请提供一种准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，包括：
[0006]将BaSe、CoSe2混合，得到混合物，然后将混合物压制成型；
[0007]将压制成型的混合物在5GPa～8GPa压力、1200℃～1400℃温度条件下烧结2h～4h；然后缓慢降温至900℃～1000℃，随后快速冷却至室温。
[0008]采用本申请方法制得了准一维自旋玻璃材料单晶Ba9Co3Se
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。这种单晶的Ba9Co3Se
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表现出很强的磁各向异性，在ab面内展现出自旋玻璃行为，而在c轴方向呈现出顺磁行为。这种单晶应用在磁性器件，能够极大地提高电磁性能。
[0009]在本申请的其他实施例中，上述的缓慢降温至900℃～1000℃包括：
[0010]以1℃/min～2℃/min的速率，从烧结温度开始缓慢降温至900℃～1000℃。
[0011]在本申请的其他实施例中，上述的快速冷却至室温包括：
[0012]当缓慢降温至900℃～1000℃后，停止加热，将烧结产物急冷至室温。
[0013]在本申请的其他实施例中，上述的将混合物压制成型包括：
[0014]将混合物压制成圆柱体。
[0015]在本申请的其他实施例中，上述的圆柱体的高度为0.8cm～1.5cm。
[0016]在本申请的其他实施例中，上述的圆柱体的直径为5mm～10mm。
[0017]在本申请的其他实施例中，上述的BaSe的制备方法包括：
[0018]将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，于500℃～700℃烧结。
[0019]在本申请的其他实施例中，上述的CoSe2的制备方法包括：
[0020]将Co粉末和Se粉末混合，在真空条件下，于600℃～800℃烧结。
[0021]第二方面，本申请提供一种准一维自旋玻璃材料单晶，采用前述的准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法制得。
[0022]第三方面，本申请提供一种准一维自旋玻璃材料单晶在磁性器件中的应用。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1是本申请实施例1
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6制得的Ba9Co3Se
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单晶的宏观图片；
[0025]图2是本申请实施例1
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6制得的Ba9Co3Se
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单晶的X射线能量色散谱；
[0026]图3是本申请实施例1
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6制得的Ba9Co3Se
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单晶研磨成粉后的粉末X射线衍射图；
[0027]图4a和图4b是本申请实施例1
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6制得的Ba9Co3Se
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单晶的磁性测试结果，图中，T表示温度；图4a是磁场沿着ab面测试结果，插图为低温部分放大图；图4b是磁场沿着c轴测试结果。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]进一步地，在本申请一些实施方式中，准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，包括以下步骤：
[0031]步骤S1、制备BaSe。
[0032]进一步地，在本申请一些实施方式中，制备BaSe的步骤包括：
[0033]将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，于500℃～700℃烧结。
[0034]进一步可选地，在本申请一些实施方式中，制备BaSe的步骤包括：
[0035]将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，于510℃～690℃烧结。
[0036]进一步可选地，在本申请一些实施方式中，制备BaSe的步骤包括：
[0037]将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，于550℃～650℃烧结。
[0038]示例性地，在本申请一些实施方式中，制备BaSe的步骤包括：
[0039]将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，于550℃、560℃、570℃、580℃、590
℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃或者680℃烧结。
[0040]进一步地，在本申请一些实施方式中，上述将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，烧结时间10
‑
20小时。进一步可选地，将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，烧结时间11
‑
19小时。示例性地，将金属Ba颗粒和Se粉末混合后，在真空条件下，烧结时间12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时或者18小时。
[0041]进一步地，在本申请一些实施方式中，上述将金属Ba颗粒和Se粉末混合时，将金属Ba颗粒和Se粉末按照化学计量比1：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，其特征在于，包括：将BaSe、CoSe2混合，得到混合物，然后将所述混合物压制成型；将压制成型的所述混合物在5GPa～8GPa压力、1200℃～1400℃温度条件下烧结2h～4h；然后缓慢降温至900℃～1000℃，随后快速冷却至室温。2.根据权利要求1所述的准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，其特征在于，所述缓慢降温至900℃～1000℃包括：以1℃/min～2℃/min的速率，从烧结温度开始缓慢降温至900℃～1000℃。3.根据权利要求1所述的准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，其特征在于，所述快速冷却至室温包括：当缓慢降温至900℃～1000℃后，停止加热，将烧结产物急冷至室温。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的准一维自旋玻璃材料单晶的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物压制成型包括：将混合物压制...

【专利技术属性】
技术研发人员：段磊，刘影，朱金龙，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：