[發(fā)明專利]Ga基范德華室溫鐵磁晶體材料、制備與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210849612.2
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115354396B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常海欣;張高節(jié);武浩
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B9/06;C30B25/00;H01F41/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳

1.Ga基范德華鐵磁晶體材料，其特征在于，所述鐵磁晶體材料為Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體，其中a＝-0.3～0.1,b＝0.8～1.2；或者為Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體，其中c＝-0.2～0.2,d＝0.01～0.5；

所述Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體的Fe_3-aGa_bTe₂化合物以及所述Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體的Fe_5-cGeGa_dTe₂化合物均含有化合價為零價的鐵原子；

所述Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體和所述Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體的居里溫度分別為330-367K和320-345K，所述Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體和所述Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體在各自居里溫度以下表現(xiàn)出鐵磁性。

2.如權(quán)利要求1所述的Ga基范德華鐵磁晶體材料，其特征在于，所述Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體和Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體的飽和磁矩分別為50～57.2emu/g和80～88.5emu/g。

3.一種鐵磁晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將Fe粉、Ga塊和Te粉充分混勻，所述Fe粉和Ga塊物質(zhì)的量之和等于Te粉物質(zhì)的量；所述Fe粉物質(zhì)的量占Fe粉和Ga塊物質(zhì)的量之和的40％-60％；

(2)對裝載步驟(1)得到的混合物的容器進(jìn)行抽真空；

(3)對所述混合物進(jìn)行加熱，所述加熱的溫度為950～1050℃，然后降溫，在結(jié)晶生長過程中以0.5～1.5℃/h的速度降溫，即得到Fe_3-aGa_bTe₂鐵磁晶體，其中a＝-0.3～0.1,b＝0.8～1.2。

4.如權(quán)利要求3所述的鐵磁晶體的制備方法，其特征在于，所述加熱的時間為24h-48h。

5.如權(quán)利要求3所述的鐵磁晶體的制備方法，其特征在于，所述降溫為先以70-170℃/h的速度快速降溫至880℃，再以0.5～1.5℃/h的速度緩慢降溫到780℃，然后自然冷卻。

6.一種鐵磁晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將Fe粉、Ge粉、Ga塊、Te粉和I₂粒充分混勻，所述Fe粉物質(zhì)的量、Ge粉與Ga塊物質(zhì)的量之和以及Te粉物質(zhì)的量三者之比為4:1:2，所述Ge粉物質(zhì)的量占Ge粉和Ga塊物質(zhì)的量之和的40％-60％；

(2)對裝載步驟(1)得到的混合物的容器進(jìn)行抽真空；

(3)將所述容器裝載混合物的部分置于雙溫區(qū)管式爐內(nèi)的高溫原材料區(qū)，將所述容器沒有裝載混合物的部分置于雙溫區(qū)管式爐內(nèi)的低溫結(jié)晶區(qū)；所述高溫原材料區(qū)的溫度為950～1050℃，所述低溫結(jié)晶區(qū)的溫度為600～700℃；所述I₂粒作為輸運(yùn)劑，將混合物輸送至低溫結(jié)晶區(qū)反應(yīng)得到Fe_5-cGeGa_dTe₂鐵磁晶體，其中c＝-0.2～0.2,d＝0.01～0.5。

7.如權(quán)利要求6所述的鐵磁晶體的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述反應(yīng)的時間為168h-330h。