[發明專利]抑制LaCo2As2產生Co空位的方法及制備的化合物

有效

• 申請號: 201711259237.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107840364B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 申士杰;陳基根;鐘文武;詹白勺;劉彥平
• 申請（專利權）人: 申士杰;臺州學院
• 主分類號: C01G28/00
• 分類號: C01G28/00
• 代理公司: 臺州市方信知識產權代理有限公司 33263
• 代理人: 郭斌斌

本發明公開一種抑制LaCo₂As₂產生Co空位的方法，包括以下步驟：原料的預處理；原料的稱量和壓片；封管；預反應；最終反應。本發明還公開一種化合物La_0.9Sr_0.1Co₂As₂，其采用如上所述的方法制備而成。

技術領域

本發明涉及一種抑制LaCo₂As₂產生Co空位的方法及該方法制備的化合物。

技術背景

ThCr₂Si₂結構由形成共價鍵的“金屬-非金屬層”和“中間金屬層”組成，其中“中間金屬層”通常由堿金屬，堿土金屬或稀土金屬構成。具有ThCr₂Si₂結構的化合物有一千種左右，其中含3d過渡族金屬的化合物又占了其中大部分。這些化合物具有非常豐富的物性，例如重費米子行為，鐵磁再入現象，鐵磁量子臨界轉變和超導電性等等。

對于這樣一類化合物，其物性通常由“金屬-非金屬層”決定。然而最近有多篇文獻報道了具有ThCr₂Si₂結構的某些化合物中存在過渡族金屬原子的空位，空位的形成會對“金屬-非金屬層”的本征物性產生影響。例如具有ThCr₂Si₂結構的化合物LaCo_2-xAs₂（如圖1所示），電學方面其具有金屬性；磁性方面其具有鐵磁性，電學和磁性都來源于CoAs層。然而CoAs層中存在Co空位，這對于研究CoAs層的本征物性產生嚴重干擾。

發明內容

本發明的目的在于針對化合物LaCo_2-xAs₂中存在Co空位導致對于CoAs層的本征物性的研究產生干擾，提供一種消除CoAs層中的Co空位的方法。

本發明的實現包括以下步驟。

①原料的預處理：采用純度為99.9%的塊狀La和塊狀Sr，刮去表面的氧化層，再剪成碎塊；單質Co采用純度為99.8%的Co粉，在300℃的氨氣流氣氣氛下還原半小時后冷卻到室溫；單質As采用純度為99.995%的As塊，研磨成粉末；

②原料的稱量和壓片：首先按原子數配比La：Sr：Co：As=0.9：0.1：2：2稱量原料，然后將Co粉和As粉研磨混合均勻，先倒入一半的研磨均勻的Co粉和As粉的混合物到壓片模具中，然后加入La碎塊和Sr碎塊，再倒入另一半Co粉和As粉的混合物，以保證La碎塊和Sr碎塊壓在中間，然后用壓片機壓片到10 MPa，保持十分鐘后釋放壓力，獲得片狀的待反應的樣品；

③封管：將片狀的待反應的樣品裝入氧化鋁坩堝中，再將坩堝密封在充入0.3個大氣壓高純氬（純度：≥99.999%）的石英管中；

④預反應：將密封好的石英管置于馬弗爐中，在610 ℃反應12小時，然后再在850℃反應24小時，爐冷到室溫；

⑤最終反應：將上述步驟獲得的中間樣品研磨均勻，然后按步驟②和③中的壓片和封管條件進行壓片和封管，在1100 ℃反應48小時，爐冷到室溫，獲得最終樣品。

上述步驟中用到的研磨均采用研缽或球磨機等儀器，優選球磨機進行研磨。

與現有技術相比，本發明所述的樣品合成方法具有以下的優點：一、通過對化合物LaCo_2-xAs₂的La位摻雜10%的元素Sr，避免了化合物中的CoAs層產生Co空位，有助于后續對CoAs層的本征物性的研究。二、通過優化樣品原料的放置方式，將熔點高的La置于Co粉和As粉之間，再進行壓片，有助于提高樣品反應的均勻性。

附圖說明