一种晶体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种晶体及其制备方法与应用。该晶体的化学式为Y2NiIrO6。本发明专利技术一实施方式的晶体，具有磁交换偏置效应，仅需十几高斯量级的冷却场就能产生特斯拉量级的交换偏置场。级的冷却场就能产生特斯拉量级的交换偏置场。级的冷却场就能产生特斯拉量级的交换偏置场。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种晶体材料，尤其涉及一种具有磁交换偏置效应的晶体材料。

技术介绍

[0002]最初的磁交换偏置效应是在铁磁
‑
反铁磁薄膜组成的异质结中发现的，是指该异质结在外磁场中从高于反铁磁奈尔温度冷却到低温后(这一过程称为场冷)，铁磁层的磁滞回线将沿磁场反方向偏离原点，同时伴随着矫顽力的增加的现象，其偏离量被称为交换偏置场[J.Magn.Magn.Mater.192,203
‑
232(1999)]。
[0003]磁交换偏置效应在自旋阀、磁隧道结等自旋电子学器件中有着广泛的应用，构成了诸如硬盘驱动器、基于自旋扭矩传递的磁性随机存取存储器和磁性隧道结等信息器件的核心部分。然而，传统的交换偏置机制一般需要在很高的磁场下进行场冷(约为0.1～1T的量级)，才能产生足够大的交换偏置场(一般为0.01～0.1T的量级)，如此高磁场的场冷显然严重阻碍了磁交换偏置效应的应用。并且如想要在异质结中得到较好的偏置效应，需要解决界面的匹配度、平整度等技术难题。
[0004]为了解决这些难题，人们便试图在单相材料中获取磁交换偏置效应，这样的材料一般由两个磁晶格组成，分别扮演着传统异质结中铁磁层与反铁磁层的作用，而磁交换偏置则在两个磁晶格的天然结合处产生。前人在单相材料中陆续发现了一系列具有磁交换偏置效应的材料，代表性的有Mn
2+x
Pt1‑
x
Ga、Mn
3.5
Co
0.5
N和Fe
x
NbS2等(Nature materials 14,679
‑
684,(2015)；Nature Physics 17,525
‑
530(2021)；Materials Horizons 6,318
‑
325,(2019))。其中，Mn
3.5
Co
0.5
N可以在0.05T的场冷下，在5K温度下诱导1.2T的交换偏置场，这是已知的单相材料中诱发同等交换偏置场的最小冷却场。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的至少一种缺陷，第一方面，本专利技术一实施方式提供了一种晶体，其化学式为Y2NiIrO6。
[0006]根据本专利技术一实施方式，所述晶体为单斜晶系的晶体。
[0007]根据本专利技术一实施方式，所述晶体的晶格常数为：根据本专利技术一实施方式，所述晶体的晶格常数为：β＝89～91
°
；和/或，
[0008]所述晶体具有P21/n的空间对称群。
[0009]根据本专利技术一实施方式，所述晶体的磁性转变温度为180～200K。
[0010]第二方面，本专利技术一实施方式提供了一种晶体的制备方法，包括将原料通过高压
‑
高温反应工艺进行处理，制得所述晶体；其中，所述原料包含元素Y、Ni、Ir和O；
[0011]所述原料包括金属氧化物；
[0012]或者，所述原料包括金属单质和氧化剂；
[0013]或者，所述原料包括金属氧化物、金属单质和氧化剂；
[0014]所述金属氧化物包括Y2O3、NiO和IrO2中的一种或多种，所述金属单质包括Y、Ni和
Ir中的一种或多种。
[0015]根据本专利技术一实施方式，所述高压
‑
高温反应工艺包括将所述原料在5～20GPa的压强、1000～1500℃的温度下进行反应；和/或，
[0016]所述氧化剂包括高氯酸盐。
[0017]根据本专利技术一实施方式，所述高压
‑
高温反应工艺的压强为6～8GPa，温度为1150～1250℃；和/或，
[0018]将通过所述高压
‑
高温反应工艺处理后的物料再次通过所述高压
‑
高温反应工艺进行处理。
[0019]第三方面，本专利技术一实施方式提供了一种化合物，其化学式为Y2NiIrO6。
[0020]第四方面，本专利技术一实施方式提供了一种具有交换偏置效应的磁性材料，包括上述的晶体。
[0021]第五方面，本专利技术一实施方式提供了一种自旋电子学器件，其材质包括上述的具有交换偏置效应的磁性材料。
[0022]本专利技术一实施方式的晶体，具有磁交换偏置效应，仅需十几高斯量级的冷却场就能产生特斯拉量级的交换偏置场。
[0023]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0024]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。其中：
[0025]图1为本专利技术一实施方式的Y2NiIrO6的晶体结构的示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例1制得的Y2NiIrO6的X射线衍射图；
[0027]图3为本专利技术实施例1制得的Y2NiIrO6的EDX图；
[0028]图4为本专利技术实施例1制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与温度的关系曲线图；
[0029]图5为本专利技术实施例1制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与磁场的关系曲线图；
[0030]图6为本专利技术实施例2制得的Y2NiIrO6的X射线衍射图；
[0031]图7为本专利技术实施例2制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与温度的关系曲线图；
[0032]图8为本专利技术实施例2制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与磁场的关系曲线图；
[0033]图9为本专利技术实施例3制得的Y2NiIrO6的X射线衍射图；
[0034]图10为本专利技术实施例3制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与温度的关系曲线图；
[0035]图11为本专利技术实施例3制得的Y2NiIrO6的直流磁化率与磁场的关系曲线图；
[0036]图12为对比例1化合物的晶体结构示意图；
[0037]图13为对比例1化合物在50G和500G冷却场下的直流磁化率与磁场的关系曲线图；
[0038]图14为对比例1化合物的冷却场与交换偏置场(左纵轴)曲线图；
[0039]图15为对比例2化合物的X射线衍射图；
[0040]图16、17均为对比例2化合物的直流磁化率
‑
磁场曲线图。
具体实施方式
[0041]下面对本专利技术的优选实施方式进行具体描述，其中，附图构成本专利技术一部分，并与本专利技术的实施方式一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0042]本专利技术一实施方式提供了一种晶体，其化学式为Y2NiIrO6。
[0043]于一实施方式中，Y2NiIrO6的晶体结构具有P21/n的空间对称群，属单斜晶系。如图2、6、9的XRD图谱所示，谱中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体，其化学式为Y2NiIrO6。2.根据权利要求1所述的晶体，其为单斜晶系的晶体。3.根据权利要求1或2所述的晶体，其晶格常数为：3.根据权利要求1或2所述的晶体，其晶格常数为：β＝89～91
°
；和/或，所述晶体具有P21/n的空间对称群。4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶体，其磁性转变温度为180～200K。5.一种晶体的制备方法，包括将原料通过高压
‑
高温反应工艺进行处理，制得所述晶体；其中，所述原料包含元素Y、Ni、Ir和O；所述原料包括金属氧化物；或者，所述原料包括金属单质和氧化剂；或者，所述原料包括金属氧化物、金属单质和氧化剂；所述金属氧化物包括Y2O3、NiO和IrO2中的一种或多种，所述金属单质包括Y、Ni和Ir中的一种或多种。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳常青，邓正，赵建发，彭毅，望贤成，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：