Магнитный полупроводниковый материал


 


Владельцы патента RU 2400850:

Учреждение Российской академии наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН) (RU)

Изобретение может быть использовано в микроэлектронике. Магнитный полупроводниковый материал представляет собой соединение селенида меди, галлия и хрома, соответствующее химической формуле CuGaCr2Se5, и характеризуется температурой Кюри 318 К. Изобретение позволяет получить материал с температурой Кюри выше комнатной, обладающий как ферромагнитными, так и полупроводниковыми свойствами. 1 ил.

 

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к четверному соединению меди, галлия, хрома и селена, которое может найти применение в многофункциональных приборах и схемах, работающих на взаимосвязи магнитного и электрического полей.

Вышеуказанный селенид относится к классу селенидов первой, третьей и шестой групп Периодической системы.

Известен магнитный полупроводник - четверное соединение - селенид меди, индия и хрома, полученный на основе двойного селенохромита меди и индия и имеющий температуру магнитного упорядочения (температура Кюри) Тс=431 К [а.с. СССР 1125997].

К недостаткам указанного материала относятся:

- недостаточно низкая температура Кюри;

- невысокое значение намагниченности насыщения.

Ближайшим техническим решением поставленной задачи является четверное соединение состава Cu0,5Ga0,5Cr2Se4 [Pinch H.D.; Woods M.J.; Lopatin E.: Mat.Res.Bull. 5 (1970) 425] (прототип) с чрезвычайно низкой температурой магнитного упорядочения Тс=135 К. Это вещество характеризуется тем, что оно кристаллизуется в решетке шпинели и может быть получено многократным прокаливанием соответствующих количеств исходных веществ в вакуумированных кварцевых ампулах.

К недостаткам описанного выше четверного селенида относится то, что он не может быть использован в электронных приборах, не прибегая к громоздкой системе глубокого охлаждения.

Изобретение направлено на создание магнитного полупроводникового материала с температурой Кюри выше комнатной и с сочетанием ферромагнитных и полупроводниковых свойств.

Согласно изобретению технический результат достигается тем, что предлагается магнитный полупроводниковый материал, характеризующийся температурой Кюри 318 К, который включает медь, галлий, хром и селен, представляет собой четверное соединение селенита меди, галлия и хрома и отвечает формуле CuGaCr2Se5.

Четверной селенид меди, галлия и хрома получают путем взаимодействия стехиометрических количеств исходных элементарных компонентов высокой степени чистоты в вакуумированных кварцевых ампулах. Ампулы откачивают до остаточного давления 2·10-3 Па, герметизируют и помещают в печь, температуру которой медленно (20 град./ч) повышают до 200, а затем до 1050°С. Ампулы выдерживают 24 ч при температуре 200°С и 150 ч при температуре 1050°С, затем медленно охлаждают до комнатной температуры. Выход четверного селенида меди, галлия и хрома составляет 99,9%.

Параметры полученного материала контролировали с помощью рентгенофазового, дифференциально-термического и микроструктурного анализов. Данные анализов свидетельствуют о том, что полученный четверной селенид меди, галлия и хрома однофазен.

На чертеже представлены температурные зависимости намагниченности двух четверных селенидов полученных по перитектоидным реакциям: а) заявляемого CuGaCr2Se5 при температуре 1050°С и б) по прототипу Cu0,5Ga0,5Cr2Se4 при температуре 1075°С.

Ниже приведены примеры получения заявленного материала предложенных составов.

Пример 1. Навески 0,1005 г меди,0,1103 г галлия, 0,1645 г хрома и 0,6246 г селена, что соответствует по составу CuGaCr2Se5. Полученный образец имеет температуру Кюри Тс=318 К.

Пример 2 (по прототипу). Навески 0,0667 меди, 0,0732 галлия, 0,2119 хрома и 0,6482 селена, что соответствует по составу Cu0,5Ga0,5Cr2Se4. Полученный образец имеет температуру Кюри Тс=323 К.

Магнитные и электрофизические характеристики четверного соединения CuGaCr2Se5 следующие: TC=318 К; удельное сопротивление ρ77K=0,5 Ом/см при 77 К и ρ300 K=2·10-3 Ом/см при 300 К.

Уникальное сочетание ферромагнитных и полупроводниковых свойств делают его перспективным материалом для широкого практического использования.

Магнитный полупроводниковый материал, характеризующийся температурой Кюри 318 К, который включает медь, галлий, хром и селен, представляет собой четверное соединение селенида меди, галлия и хрома и отвечает формуле CuGaCr2Se5.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения коллоидных растворов высокодисперсных ферромагнитных материалов, получивших широкое применение в уплотнительных устройствах, в дефектоскопии, в процессах разделения немагнитных материалов по плотности и т.д.

Изобретение относится к области получения коллоидных растворов высокодисперсных ферромагнитных материалов, получивших широкое применение в уплотнительных устройствах, в дефектоскопии, в процессах разделения немагнитных материалов по плотности и т.д.
Изобретение относится к области получения намагничивающихся жидкостей, которые нашли широкое применение в качестве уплотняющей жидкости в различного рода уплотнительных устройствах, в контрольно-измерительных приборах, в процессах сепарации немагнитных материалов по плотности и т.д.
Изобретение относится к области получения намагничивающихся жидкостей, которые нашли широкое применение в качестве уплотняющей жидкости в различного рода уплотнительных устройствах, в контрольно-измерительных приборах, в процессах сепарации немагнитных материалов по плотности и т.д.
Изобретение относится к области получения жидких намагничивающихся сред на различных основах с частицами магнетита или ферритов в качестве дисперсной фазы и может быть использовано в самых различных отраслях народного хозяйства, например в уплотнительных устройствах, в дефектоскопии, в медицине и т.д.
Изобретение относится к области получения жидких намагничивающихся сред на различных основах с частицами магнетита или ферритов в качестве дисперсной фазы и может быть использовано в самых различных отраслях народного хозяйства, например в уплотнительных устройствах, в дефектоскопии, в медицине и т.д.

Изобретение относится к полупроводниковым материалам на основе оксидов металлов, в частности к гомогенным поликристаллическим материалам на основе сложных оксидов класса разбавленных магнитных полупроводников.
Изобретение относится к области получения магнитных жидкостей. .

Изобретение относится к области металлургии для производства листа из текстурированной электротехничской стали. .
Изобретение относится к области аморфных магнитных материалов и способам их обработки и может быть использовано в качестве материала в электронике и приборостроении.

Изобретение относится к технологии получения халькогенидов цинка и кадмия, пригодных для изготовления оптических деталей, прозрачных в широкой области спектра. .
Изобретение относится к способам очистки отработанных водных растворов от соединений хрома (+6) и может быть использовано для обезвреживания или переработки жидких отходов производства, содержащих хром (+6), а также для обезвреживания непригодного для работы формалина, содержащего осадок полимеров формальдегида.

Изобретение относится к экстракционным методам извлечения анионов металлокислот из водных растворов и может быть использовано для выделения хрома(VI) из кислых сред.

Изобретение относится к получению хромового ангидрида и может быть использовано в химической промышленности. .
Изобретение относится к технологии производства хромовых соединений, а именно к способу получения хромата щелочного металла. .

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к технологии получения хромового ангидрида - вещества, широко используемого во многих отраслях промышленности: химической, лакокрасочной, текстильной, металлургической и др.

Изобретение относится к способам получения аллотропных форм оксидов подгруппы ванадия или хрома, которые могут быть использованы в качестве магнитных материалов для создания спинтронных устройств, полевых транзисторов, химических источников тока, фотохромных и каталитически активных материалов.

Изобретение относится к разработке новых сульфидных соединений с особыми магнитоэлектрическими свойствами, которые могут быть использованы в микроэлектронике. .
Наверх