[發(fā)明專利]一種制備順電相LiTaO3

在審

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• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112028600A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 韓永昊;張翠婷;劉學;張鑫;韓濤;高春曉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C01G35/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發(fā)明的一種制備順電相LiTaO₃的方法屬于高壓制備的技術領域，將化學計量比的Li₂CO₃和Ta₂O混合后在馬弗爐中600℃加熱48小時，然后在800℃加熱24小時，對樣品進行快速冷卻，將得到的LiTaO₃晶體研磨一個小時后與壓力標定物和傳壓介質密封在金剛石對頂砧裝置中，設置對頂砧裝置內的壓力不小于38.1GPa，保持壓力3分鐘，得到順電相LiTaO₃材料。本發(fā)明操作簡單，其制備時間短，重復性好，在室溫條件下即可完成，且制備的順電相LiTaO₃純度高。

技術領域

本發(fā)明屬于高壓制備的技術領域，尤其涉及一種順電相LiTaO₃的高壓制備方法。

背景技術

鐵電材料是指具有鐵電效應的一類材料，它是熱釋電材料的一個分支。鐵電材料及其應用研究已成為凝聚態(tài)物理、固體電子學領域最熱門的研究課題之一。鐵電材料是一類重要的功能材料，在鐵電存儲器、紅外探測器、空間光調制器、介電熱輻射測量器及光學傳感器等方面有重要應用。在鐵電材料中，鈣鈦礦型鐵電體是為數(shù)最多的一類鐵電體。

物質的某些新現(xiàn)象可以利用高壓來實現(xiàn)，大多數(shù)結構的確定和化學研究都是在環(huán)境壓力(即地球上的大氣壓)下進行的。利用高壓可獲得一般情況下看不到的狀態(tài)，因而使人們能更好從各個方面去考慮和利用物質，會加深人們對材料的了解，從而拓寬材料的發(fā)展和利用。

LiTaO₃是一種典型的鐵電材料，由于其較大的電光和非線性光學系數(shù)，因此在光學，電光，壓電，表面聲波設備和紅外熱探測器中具有多種技術應用。順電相的LiTaO₃由于其特征性的結構相變行為，在地球物理學和行星科學中尤其重要。傳統(tǒng)的方法是將LiTaO₃加熱至938K發(fā)生鐵電至順電相變，其方法耗時長，成本高，不節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種順電相LiTaO₃材料的制備方法，本發(fā)明提供的制備方法耗時短，可在室溫下實現(xiàn)LiTaO₃的鐵電轉變，且LiTaO₃的順電相在制備過程中不易引入雜質。

本發(fā)明的具體技術方案如下所述。

一種制備順電相LiTaO₃的方法，以Li₂CO₃和Ta₂O為原料，將化學計量比的Li₂CO₃和Ta₂O混合后在馬弗爐中600℃加熱48小時以排出CO₂，然后在800℃加熱24小時，對樣品進行快速冷卻，得到LiTaO₃晶體；將LiTaO₃晶體研磨一個小時后與壓力標定物和傳壓介質密封在金剛石對頂砧裝置中，設置對頂砧裝置內的壓力不小于38.1GPa，保持壓力3分鐘，得到順電相LiTaO₃材料。

作為優(yōu)選條件，在金剛石對頂砧裝置中，以T301鋼片作墊片材料，以硅油作傳壓介質，紅寶石熒光峰作為壓力標定物；墊片打孔之后將樣品置于金剛石對頂砧砧面和墊片組成的密閉樣品腔中。

作為優(yōu)選條件，金剛石對頂砧裝置壓力設置為38.1～50.0GPa。

有益效果：

本發(fā)明提供了一種利用高壓裝置制備順電相LiTaO₃材料的方法，在室溫條件下即可實現(xiàn)，其制備時間短，且制備的順電相LiTaO₃不會引入雜質，純度高。本發(fā)明提供的方法操作簡單，重復性好。

附圖說明

圖1是實施例2條件下的LiTaO₃原位X射線光譜。