[发明专利]MnBi2

说明书

本发明涉及一种MnBi₂Te₄块体单晶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供摩尔比为1.1:1～1:1.1的MnTe多晶和Bi₂Te₃多晶混合物；将该混合物在真空反应室中加热到700℃～900℃，然后以小于等于1℃/小时的速率缓慢降温至570℃～600℃，然后在570℃～600℃保持10天以上进行退火得到中间产物；以及将中间产物在570℃～600℃条件下在空气中淬火至室温。本发明提供的制备MnBi₂Te₄块体单晶的方法工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种MnBi₂Te₄块体单晶的制备方法。

背景技术

由于MnBi₂Te₄被预言为首例反铁磁拓扑绝缘体(antiferromagnetic topologicalinsulator)，如何制备MnBi₂Te₄块体单晶成为研究热点。

现有技术中提供一种采用熔剂法制备MnBi₂Te₄单晶材料的方法。该方法包括：首先，将Mn、Bi和Te单质按照摩尔比1:10:16混合；然后，将混合物加热至900℃，再缓慢降温至600℃得到MnBi₂Te₄单晶材料与Bi₂Te₃熔剂的混合物；最后，通过离心去除熔剂得到MnBi₂Te₄块体单晶。然而，由于Bi₂Te₃的熔点为585℃，该离心去除溶剂的步骤需要在585℃以上的条件实施，增加了 MnBi₂Te₄单晶材料的制备难度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种简单的制备MnBi₂Te₄块体单晶的方法。

一种MnBi₂Te₄块体单晶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供摩尔比为1.1:1～1:1.1的MnTe多晶和Bi₂Te₃多晶混合物；将该混合物在真空反应室中加热到700℃～900℃，然后以小于等于1℃/小时的速率缓慢降温至570℃～600℃，然后在570℃～600℃保持10天以上进行退火得到中间产物；以及将中间产物在570℃～600℃条件下在空气中淬火至室温。

相较于现有技术，本发明提供的制备MnBi₂Te₄块体单晶的方法工艺简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明提供的MnBi₂Te₄块体单晶的制备方法流程图。

图2为本发明实施例1制备的MnTe多晶的XRD衍射结果。

图3为本发明实施例1制备的Bi₂Te₃多晶的XRD衍射结果。

图4为本发明实施例2制备的MnBi₂Te₄块体单晶的光学显微照片。

图5为本发明实施例2制备的MnBi₂Te₄块体单晶的XRD衍射结果。

图6为本发明实施例3制备的MnBi₂Te₄块体单晶的XRD衍射结果。

图7为本发明实施例2制备的MnBi₂Te₄块体单晶的新鲜表面的X射线光电子能谱全谱图(XPS)。