一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法，采用坩埚下降法在助熔剂的协助作用下生长得到Mg3Sb2单晶材料，包括：选取高纯单质元素Mg、Sb、Bi、Y为起始原料，按Mg3Sb2Y

【技术实现步骤摘要】
一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法


[0001]本专利技术属于半导体材料
，具体涉及一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法。

技术介绍

[0002]Mg3Sb2化合物具有原料丰富、环境友好、能带结构复杂和低晶格热导率等特征，作为极具潜力的室温热电材料而被广泛关注。尽管Mg3Sb2材料为非立方结构，但当前大部份的热电材料研究结果都是在多晶材料中实现的，而各个方向上的物理性质及单晶材料的输运性能尚未深究。由于镁元素具有高熔点、高蒸气压和腐蚀性的特点，成功合成足够大的Mg3Sb2单晶非常困难，现有报道生长的单晶的方法主要是缓慢降温法，仅能得到解理面薄片，对各向异性输运性能研究提出了挑战。依据Mg
‑
Sb和Mg
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Bi的相图，结合镁元素的物理化学性质，传统溶液法在制备Mg3Sb2基晶体过程中通常存在熔融温度高、镁元素易挥发且蒸气压大、镁元素易与石英坩埚反应、所获得晶体尺寸小等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法，使用坩埚下降法，以高纯氮化硼坩埚作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mg3Sb2晶体材料的制备方法，其特征在于，所述Mg3Sb2晶体材料的化学式为Mg3Sb2Y
x
(0≤x≤0.03)，采用坩埚下降法在助熔剂的协助作用下生长得到，包括以下步骤：步骤1、原料配料：选取原料纯度大于99.99％的高纯单质元素Mg、Sb、Bi、Y为起始原料，按照目标晶体组分与助熔剂的摩尔比Mg3Sb2Y
x
:(Sb/Bi)＝1:1～5的化学计量比配料，目标晶体组分和助熔剂的总质量为100
‑
300g；步骤2、装料封装：将称量好单质原料按照Mg、Sb、Bi、Y依次放入直径为10
‑
50mm的高纯氮化硼坩埚中，再将坩埚放置于直径大于高纯氮化硼坩埚直径2
‑
5mm的石英管中，抽真空至10
‑3‑
10
‑1Pa后，使用氢氧火焰枪进行封装；步骤3、高温熔化：将封装的石英管放入垂直布里奇曼生长炉中，将炉子温度设置为800
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900℃，升温速率为50
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200℃/h，保温5
‑
15h，保证充分熔化均匀；步骤4、晶体生长：当所有原料充分熔化后，开启下降机制，使石英管以0.2
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0.5mm/h的速度向下移动，当溶质在溶剂中达到饱和，晶体在坩埚内通过自发成核不断长大，获得Mg3Sb2单晶材料。2.根据权利要求1所述Mg3Sb2晶体材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林思琪，金敏，杨淼森，王相虎，李荣斌，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：