[发明专利]一种R3m型BaCrO3

说明书

本发明公开了一种R3m型BaCrO₃钙钛矿及其合成方法，以化学纯BaCrO₄为原料，首先在高温高压条件下合成Pm3m型BaCrO₃钙钛矿，然后通过室温条件下的压力卸载，使其转变为常温常压条件下稳定的R3m型BaCrO₃钙钛矿。本发明不仅有利于查明R3m型BaCrO₃钙钛矿的高压合成方法，表征其磁性、铁电和介电等物理性质，而且有利于详细研究压力诱导的R3m‑Pm3m型BaCrO₃钙钛矿结构相变机制。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，涉及一种R3m型BaCrO₃钙钛矿及其合成方法，具体为通过高温高压条件下反应得到R3m型BaCrO₃钙钛矿及其高压合成方法。

背景技术

钙钛矿是以俄罗斯地质学家Preosvik的名字命名的，最初是指 CaTiO₃相似的一大类化合物，常用通式为ABO₃，钙钛矿型材料具有介电(如PbZrO₃)、铁电(如BaTiO₃)、热电(如LaCoO₃)、催化(如LaCoO₃)、超导(如YBa₂Cu₃O₇)、磁阻(如SrMnO₃)等丰富和优异的性能，一直以来都是人们关注的热点领域。钙钛矿型材料由于其结构可控、热稳定性好、催化效率高、价格低廉等优点，逐渐成为现代工业催化领域研究的热点，另外除晶体硅外，钙钛矿也可用来制作太阳能电池的替代材料。

BaCrO₃钙钛矿包含四价Cr⁴⁺离子和CrO₆八面体，具有六方(4H、 6H和14H)和三方(9R、12R和27R)多种层状结构，是一种典型的强关联电子体系。这类体系在高压或化学掺杂作用下，通过电荷、自旋、轨道和晶格自由度的相互作用呈现出诸多新奇现象和丰富的物理化学性质。随着凝聚态固体物理和材料科学对BaCrO₃钙钛矿的深入研究，人们发现BaCrO₃钙钛矿的复杂多层结构严重阻碍了对其新奇物理现象的本征解读。为此，学界强烈希望获取简单结构的BaCrO₃钙钛矿，进而通过常压和高压条件下的晶格常数、电荷分布、电子云密度、电性和磁性等的综合物性测量来揭示其异常大体积相变和绝缘体－金属转变的本质。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种R3m型 BaCrO₃钙钛矿及其合成方法，通过利用超高压条件下高温烧结和室温条件下压力卸载两步法制备R3m型BaCrO₃钙钛矿。

为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

本发明一方面提供了一种R3m型BaCrO₃钙钛矿，所述的R3m 型BaCrO₃钙钛矿晶体空间群为：R3m(No.160)，晶格常数为：α＝89.342(3)°，

在本发明的另一方面，提供了上述R3m型BaCrO₃钙钛矿的合成方法，将处于室温且压力为25～30GPa条件下的Pm3m型BaCrO₃钙钛矿缓慢卸载压力至3GPa，Pm3m型BaCrO₃钙钛矿即可快速转变成 R3m型BaCrO₃钙钛矿。

所述的Pm3m型BaCrO₃钙钛矿通过以下方法制备：

1)将BaCrO₄粉末压制成圆饼，与红宝石颗粒置于固态氩环境下，加压至25～30GPa；

2)利用激光双面加温系统加热至1200～2000℃，保持20～30min，淬火到室温得到Pm3m型BaCrO₃钙钛矿。