[发明专利]一种双钙钛矿型半金属性质材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双钙钛矿型半金属性质材料，分子式为La₂NbMnO₆。该半金属性质材料的制备方法为，以La₂O₃，Nb₂O₅和MnO₂为原料，通过固相反应法制备化合物La₂NbMnO₆。本发明的双钙钛矿型半金属性质材料，通过剖析电子关联和自旋轨道耦合对La₂NbMnO₆性质的作用，得出其具有半金属性质。利用本发明的双钙钛矿型半金属性质材料可以进行新型的室温自旋电子器件的设计。本发明的双钙钛矿型半金属性质材料的制备方法，利用固相反应方法，通过控制不同烧结次数的烧结温度和烧结时间，实现了La₂NbMnO₆材料的合成。

技术领域

本发明涉及半金属材料技术领域，特别涉及一种双钙钛矿型半金属性质材料及其制备方法。

背景技术

半金属(HM)材料具有特殊的能带结构，它在一个自旋方向上表现为金属性，而在另一个自旋方向上表现为半导体或绝缘的性质。它们在费米能级上具有100％的自旋极化，有望在使用自旋极化导电载流子的自旋电子学器件中发挥重要作用。

双钙钛矿型氧化物A₂BB'O₆，由于A位非磁性离子和B位磁性离子可以自由选择，因此在HM化合物的研究中引起了广泛关注。研究发现，电子关联和自旋轨道耦合(SOC)的协同效应可以再现实验观察到的绝缘亚铁磁特性。相比于3d过渡元素，4d过渡元素具有更宽的能带和更小的电子关联作用，以及更明显的SOC效应。因此，如果钙钛矿中的3d元素被4d元素取代，材料的传输性能可能会发生显著变化。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种双钙钛矿型半金属性质材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种双钙钛矿型半金属性质材料，分子式为La₂NbMnO₆。

一种双钙钛矿型半金属性质材料的制备方法，以镧、铌、锰的氧化物为原料，制备化合物La₂NbMnO₆；

该制备方法包括以下步骤：

首先，按照化学计量比称量原料，将原料研磨成粉体，压制成型；

其次，在780～830℃煅烧11～12小时，煅烧后加酒精研磨3小时，再压制成型；

再其次，在970～1020℃煅烧12～13小时；煅烧后加酒精研磨3小时，再压制成型；

最后在1130～1180℃下烧结15～18小时得到单一相的半金属性质材料。

在上述技术方案中，所述的镧、铌、锰的氧化物分别为：La₂O₃，Nb₂O₅和MnO₂。

在上述技术方案中，所述的原料是分析纯的。

在上述技术方案中，所述的压制成型是在180～250MPa压力下成型。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的双钙钛矿型半金属性质材料，通过剖析电子关联和自旋轨道耦合对La₂NbMnO₆性质的作用，得出其具有半金属性质。利用本发明的双钙钛矿型半金属性质材料可以进行新型的室温自旋电子器件的设计。