[发明专利]一种亚铁磁性半导体LaCu3

说明书

本发明提供了一种亚铁磁性半导体，其化学式为LaCu₃Fe₂Os₂O₁₂，空间群为Pn‑3，晶格常数为居里温度为520K，带隙宽度为约0.2eV。本发明还提供了一种制备所述亚铁磁性半导体的方法，包括：(1)将La₂O₃、Fe₂O₃、CuO、Os和氧源研磨混合，得到混合物；(2)将混合物填充到金胶囊或铂胶囊中，密封；(3)将金胶囊或铂胶囊置于6～10GPa的压力以及1000～1200℃的温度下进行处理；和(4)将步骤(3)中处理得到的反应产物降温至室温，卸压，然后从金胶囊或铂胶囊中取出，研磨并清洗，从而得到亚铁磁性半导体LaCu₃Fe₂Os₂O₁₂。本发明的亚铁磁性半导体LaCu₃Fe₂Os₂O₁₂在未来的磁性半导体集成电路器件、红外‑远红外传感器件以及多功能集成器件中具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及材料合成领域，具体涉及一种亚铁磁性半导体 LaCu₃Fe₂Os₂O₁₂及其制备方法。

背景技术

当代和未来是信息主宰的社会，信息的处理、传输和存储将要求空前的规模和速度。半导体是导电性能介于绝缘体和金属之间的材料，由于其特殊的导电性能，大规模集成电路和高频率器件的半导体材料在信息处理和传输中扮演着重要的角色，这类技术中它们都极大地利用了半导体材料特殊的导电性；而信息技术中的信息存储(如磁带、光盘、硬盘等)是由磁性材料来完成的。然而人们对于电子电荷与磁性的研究和应用基本上是相互独立发展的。如果能同时利用导电性和磁性，无疑将会为信息技术领域开启崭新的篇章。

传统的单质半导体如硅、锗，化合物半导体如砷化镓、碳化硅等，它们都不具有磁性，其电荷作为一个自由度，通常用于半导体集成电路加工、数据处理。如果引入磁性，电子的自旋作为另一个自由度，同时进行数据的存储，即可实现数据处理、传输、存储一体化。这不仅要求材料同时具有半导体特性和磁性，更要求材料在实际运用中的稳定性能。因此，高的铁磁转变温度不可或缺。

半导体产业发展至今，超大规模集成电路芯片上的元器件密度按摩尔定律飞速提高，正在接近其极限。随着元器件尺寸的进一步减小，目前已达到纳米量级，其漏电、发热、量子干涉等影响集成器件性能和可靠性的问题最终难以避免，成为目前亟待解决的紧迫课题。如果利用磁性半导体的特殊性质，将普通半导体器件的逻辑运算功能与普通磁性材料的存储功能集成于单一芯片上，从而开发出新一代的高集成度、多功能、高运行速度、低功耗的新型磁性半导体器件，将会引领技术的巨大变革、生产力的大幅提升以及人民生活质量的飞跃。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种新的亚铁磁性半导体及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供了一种亚铁磁性半导体，其化学式为 LaCu₃Fe₂Os₂O₁₂。

根据本发明提供的亚铁磁性半导体，其中，所述亚铁磁性半导体的空间群为Pn-3，晶格常数为

根据本发明提供的亚铁磁性半导体，其中，所述亚铁磁性半导体的居里温度为520K。

根据本发明提供的亚铁磁性半导体，其中，所述亚铁磁性半导体的带隙为约0.2eV。

另一方面，本发明提供了制备所述亚铁磁性半导体的方法，所述方法包括以下步骤：