[发明专利]一种NbGe2

说明书

本发明涉及了一种高品质NbGe₂单晶，该晶体为六方晶系，其空间群为P 62 2 2(No.180)，晶胞参数为：a=b，其范围是5.002±0.001Å,c的范围为6.834±0.002Å,α=β=90°,γ=120°,晶胞体积为：（1.481±0.004）×10^‑28 m³。本发明还涉及高品质NbGe₂单晶的制备方法，将Nb和Ge在氩气气氛中进行研磨混合，然后真空煅烧，然后再将得到的粉末和适量的I₂混合并封装于真空容器里，在低温端973 K~1023K的基础温度上以以温度梯度3 K/cm~7 K/cm反应72~168个小时，最后在低温端获得了NbGe₂单晶,NbGe₂单晶大小可为0.5×0.5×0.5mm³~1.5×1.5×1.5 mm³，剩余电阻率RRR的大小为650~1100，还涉及作为巨磁电阻材料的应用。本发明制备的NbGe₂单晶是一种新型的具有线性巨磁电阻效应的材料，可以作为一种新的巨磁电阻材料应用并且制备方法简单易于实现。

技术领域

本发明涉及NbGe₂材料及其制备领域，具体涉及一种高品质 NbGe₂单晶及其制备方法和应用。

背景技术

所谓磁阻效应是指导体或半导体在磁场作用下其电阻值发生变化的现象。彼得·格林贝格(Peter Grünberg)和艾尔伯·费尔(Albert Fert)因为在1988年分别独立发现材料的巨磁阻效应而共同获得2007 年的诺贝尔物理学奖。由于它们在电磁器件如磁头、磁传感器、磁开关、磁记录以及磁电子学等方面具有巨大的应用前景，因此引起了人们极大的兴趣，对它的研究近年来已成为物理学和材料化学的一个前沿领域。

巨磁电阻材料不仅可以被利用来扩大磁储存装置读写头的敏感度，如：磁储存，硬盘；作为磁性传感器，还可以开发出新的自旋电子学器件。在非磁性化合物和化学元素中发现的常规磁阻通常是一个非常微弱的效应，只有百分之几的变化量级。而且一般导体在外加磁场作用下，其磁阻与磁场呈平方关系，而且在相对低的磁场下就会饱和，一般磁阻都比较小。在磁信号探测器方面的应用特别需要从低温到室温附近较宽广温度范围内的线性巨磁电阻效应。

目前主要的用来解释线性磁电阻的两个模型为量子模型(A.A. Abrikosov,Sov.Phys.JETP 29,746(1969)；A.A.Abrikosov,Phys.Rev. B 58,2788(1998)；A.A.Abrikosov,EPL 49,789(2000).)和应用于无序体系的经典模型(M.M.Parish andP.B.Littlewood,Nature 426,162 (2003).)。量子模型认为量子线性磁阻在量子极限下出现，此时所有电子都填充在最低的朗道能级。经典的线性磁阻是由无序导致，可能出现在高无序系统，甚至低无序高迁移率的系统，以及薄膜和量子 Hall系统中。量子模型常应用于具有零能隙以及线性色散的材料系统中，如拓扑绝缘体、石墨烯、狄拉克半金属SrMnBi₂以及铁基超导的母体等。经典线性磁阻模型常应用于非均匀的InSb、拓扑绝缘体、石墨烯、以及狄拉克半金属Cd₃As₂中。非常有趣的是经典线性磁阻效应也经常出现在具有线性色散关系的材料中，这或许是由于它们的高迁移率。在高迁移率的样品中即使小的无序也可以导致线性磁阻。当载流子浓度太大以至于不可能达到量子极限时，在无序系统中线性磁阻可能能够被经典模型描述。