[發(fā)明專利]一種6H－BaRuO3晶體及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810057514.5
• 申請日: 2008-02-02
• 公開（公告）號: CN101307490A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙景庚;楊留響;靳常青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B1/12
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 尹振啟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種6H-BaRuO₃晶體及其制備方法，特別是涉及一種利用高溫高壓方法合成的單相6H-BaRuO₃晶體以及制備該晶體的高溫高壓方法。

背景技術(shù)

近年來，由于釕氧化物具有很多新奇的性質(zhì)，人們對其展開了廣泛的研究工作。ARuO₃(A＝Ca、Sr、Ba)是釕氧化物中的一個重要體系，SrRuO₃和CaRuO₃屬于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群為Pbnm。前者是鐵磁金屬，后者是順磁金屬。由于Ba²⁺離子與Ru⁴⁺離子半徑相差較大，BaRuO₃不易形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，而容易形成六方(或三方)層狀結(jié)構(gòu)。它的常壓相(9R-BaRuO₃)是一種具有贗能隙的材料。在BaRuO₃中，Ba離子和O離子密排成BaO₃平面，Ru離子填充到O離子的空隙之中，構(gòu)成RuO₆八面體。按照八面體連接方式(共頂點與共面)的不同，BaRuO₃具有三種層狀結(jié)構(gòu)：9R、4H和6H，其中，數(shù)字表示晶胞內(nèi)BaO₃平面的個數(shù)，字母表示結(jié)構(gòu)類型。9R-BaRuO₃相可以通過常壓下的固態(tài)反應(yīng)得到，為三方結(jié)構(gòu)，其空間群為R-3m；4H-BaRuO₃和6H-BaRuO₃相均為六方結(jié)構(gòu)，其空間群為P6₃/mmc。

但是，目前未能克服的難題是不能合成單相的6H-BaRuO₃晶體，從而不能對其結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行表征。由于壓力非常適合用于穩(wěn)定高度致密的鈣鈦礦物質(zhì)，在材料的研究中發(fā)揮著及其重要的作用，是研制釕氧化物的重要手段，所以，基于此，為克服這一難題，我們采用了高溫高壓合成方法，通過對9R-BaRuO₃相進(jìn)行高溫高壓處理，從而獲得了單相的6H-BaRuO₃晶體，并使得研究其晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種單相的6H-BaRuO₃晶體，該晶體是在高溫高壓下通過處理單相的9R-BaRuO₃合成的。

本發(fā)明的另一目的是提供一種單相6H-BaRuO₃晶體的制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種單相的6H-BaRuO₃晶體，其空間群為P6₃/mmc，晶胞參數(shù)為：

本發(fā)明提供了一種單相6H-BaRuO₃晶體的制備方法，該方法先采用固態(tài)化學(xué)方法制備出單相的9R-BaRuO₃；然后利用高溫高壓條件處理單相的9R-BaRuO₃，然后經(jīng)淬火合成單相6H-BaRuO₃晶體，上述高溫高壓條件為：溫度900℃-1100℃，優(yōu)選950℃-1050℃，更優(yōu)選1000℃；壓力3-5GPa，優(yōu)選4.5-5GPa，更優(yōu)選5GPa；保溫時間30分鐘以上。

上述的單相6H-BaRuO₃晶體的制備方法中，所述固態(tài)化學(xué)方法制備出單相9R-BaRuO₃的具體步驟包括：

常壓下利用固態(tài)反應(yīng)法，將化學(xué)純的BaCO₃(純度不低于99.9％)和Ru粉末以1∶1的摩爾比混合、研磨，在900℃-1000℃的條件下進(jìn)行第一次燒結(jié)，保溫12小時以上，然后在1100℃-1200℃的條件下進(jìn)行第二次燒結(jié)，保溫24小時以上，或者再于第二次燒結(jié)的溫度范圍內(nèi)重復(fù)燒結(jié)多次，優(yōu)選2次，最終得到單相的9R-BaRuO₃。

其中，第二次燒結(jié)溫度優(yōu)選1100℃。

上述的單相6H-BaRuO₃晶體的制備方法中，高溫高壓方法處理單相9R-BaRuO₃的具體步驟包括：