【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料科学领域。具体地，本专利技术涉及一种铁磁强绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
1、铁磁性指的是一种磁性状态。在这种状态下的材料可以被永磁体强烈地吸引。这种强磁性起源于材料中自旋的平行排列，其中平行排列的自旋产生自发磁化。广义的铁磁性还包含亚铁磁性。在亚铁磁性材料中存在不相等的自旋反平行排列。
2、材料的铁磁性通常来源于双交换作用，在双交换作用中电子的跃迁是真实存在的，因此铁磁性往往会伴随着金属性。也就是说，铁磁性材料一般为金属导体，如cro2。但是，铁磁性与绝缘性一般难以在一种材料中同时存在。所以，寻找同时具有铁磁性和绝缘性的材料即铁磁绝缘体材料一直是科研人员的不懈追求。
3、铁磁绝缘体不但具有深刻的物理内涵，并且在自旋电子学器件方面具有广阔的应用前景。相较于传统的磁性材料，铁磁绝缘体中只存在磁子不存在电荷。自旋所携带的信息只通过磁子传播，这就避免了由于电荷输运而产生的不必要的功率损耗，所以铁磁绝缘体经常被应用在自旋电子学的相关研究中，如自旋霍尔磁电阻效应和自旋塞贝克效应等。
4、目前已知的铁磁绝缘体材料有：y3fe5o12、fe3o4、bafe12o19、k2cr8o16、eus等。但是这些已知的铁磁绝缘体通常具有较小的光学带隙。y3fe5o12的光学带隙约为2.85ev，而bafe12o19和fe3o4的光学带隙则更小，分别为1.8ev和0.12ev。对于光学带隙很小的绝缘体来说，室温下的热涨落就足以将电子从价带激发到导带。这时的绝缘体就变为半导体，材料的导电性增强使其不再
5、因此，探索铁磁强绝缘体材料是十分必要的。目前急需一种具有大的光学带隙的铁磁强绝缘体材料。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术的目的是提供一种新的铁磁强绝缘材料，其具有大的光学带隙。
2、本专利技术的上述目的是通过如下的技术方案实现的。
3、一方面，本专利技术提供一种铁磁强绝缘材料，其化学式为cacu3mn2te2o12。
4、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，使用cu靶kα1衍射，其以2θ角度表示的x射线粉末衍射图谱在20.23°、33.33°、39.29°、47.85°、52.45°、59.56°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
5、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，使用cu靶kα1衍射，其以2θ角度表示的x射线粉末衍射图谱在23.40°、28.76°、37.39°、44.58°、53.93°、70.00°、79.77°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
6、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，所述铁磁强绝缘材料的空间群为pn-3，晶格常数a为
7、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，所述铁磁强绝缘材料的居里温度为99.8k。
8、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，所述铁磁强绝缘材料在2k温度下的饱和磁化为5.50μb·fu-1。
9、优选地，在本专利技术所述的铁磁强绝缘材料中，所述铁磁强绝缘材料的光学带隙为5.05ev。
10、另一方面，本专利技术提供一种制备本专利技术所述的铁磁强绝缘材料的方法，其包括以下步骤：
11、(1)将cao、cuo、mno2和teo2在保护性气体氛围中充分研磨混合，得到混合物；
12、(2)将所述步骤(1)得到的混合物密封包裹后，进行加温加压处理；
13、(3)任选地，将步骤(2)得到的处理产物降温降压。
14、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的cao、cuo、mno2和teo2的摩尔比例为cao:cuo:mno2:teo2＝1:3:2:2。
15、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述保护性气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或几种。
16、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的研磨是通过在玛瑙研钵中研磨15分钟至2小时进行的。
17、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的处理是在如下条件下进行的：温度为1073-1473k，压力为8-12gpa，时间为30分钟-2小时。
18、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的密封包裹是通过金胶囊或者铂金胶囊进行的。
19、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述金胶囊或铂金胶囊为圆筒形。
20、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述金胶囊或铂金胶囊的直径为2-10mm，高度为2-10mm，厚度为0.1-1mm。
21、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的处理是在六面顶压机或6-8型二级推进压机中进行的。
22、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(3)中的降温是通过在30秒-5小时内将产物降至室温进行的。
23、优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(3)中的降压是通过在5-12小时内将产物降至环境压力进行的。
24、本专利技术具有如下有益效果：
25、本专利技术提供的cacu3mn2te2o12是一种新的铁磁强绝缘材料，其罕见地同时兼具铁磁性和强绝缘性。本专利技术的铁磁强绝缘材料cacu3mn2te2o12的居里温度为99.8k，2k温度下的饱和磁化为5.50μb·fu-1，光学带隙为5.05ev。该材料在未来的自旋电子器件中具有潜在的价值和应用前景。
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1.一种铁磁强绝缘材料，其化学式为CaCu3Mn2Te2O12。
2.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，使用Cu靶Kα1衍射，其以2θ角度表示的X射线粉末衍射图谱在20.23°、33.33°、39.29°、47.85°、52.45°、59.56°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
3.根据权利要求2所述的铁磁强绝缘材料，其中，使用Cu靶Kα1衍射，其以2θ角度表示的X射线粉末衍射图谱在23.40°、28.76°、37.39°、44.58°、53.93°、70.00°、79.77°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
4.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，所述铁磁强绝缘材料的空间群为Pn-3，晶格常数a为
5.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，所述铁磁强绝缘材料的居里温度为99.8K。
6.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，所述铁磁强绝缘材料在2K温度下的饱和磁化为5.50μB·fu-1。
7.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，所述铁磁强绝缘材料
8.一种制备权利要求1-7中任一项所述的铁磁强绝缘材料的方法，其包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述步骤(1)中的CaO、CuO、MnO2和TeO2的摩尔比例为CaO:CuO:MnO2:TeO2＝1:3:2:2；
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述步骤(2)中的处理是在六面顶压机或6-8型二级推进压机中进行的；
...【技术特征摘要】
1.一种铁磁强绝缘材料，其化学式为cacu3mn2te2o12。
2.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，使用cu靶kα1衍射，其以2θ角度表示的x射线粉末衍射图谱在20.23°、33.33°、39.29°、47.85°、52.45°、59.56°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
3.根据权利要求2所述的铁磁强绝缘材料，其中，使用cu靶kα1衍射，其以2θ角度表示的x射线粉末衍射图谱在23.40°、28.76°、37.39°、44.58°、53.93°、70.00°、79.77°处具有衍射峰，2θ角度测量误差为±0.005°。
4.根据权利要求1所述的铁磁强绝缘材料，其中，所述铁磁强绝缘材料的空间群为pn-3，晶格常数a为
【专利技术属性】
技术研发人员：龙有文，赵浩婷，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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