一种具有多重量子态和多样晶体结构的新型过渡金属碲化物及其制备方法

摘要

本发明设计一系列化学通式为CuIr2‑xCrxTe4(0≤x≤2)的量子材料及其制备方法，属于量子功能材料制造技术领域。其制备方法是传统高温固相法，通过将相应化学计量比的Cu，Ir，Cr，Te粉体充分研磨混合后抽真空密封在石英管中，然后把密封的装有原材料的真空石英管放入炉子中，具有层状结构的样品CuIr2‑xCrxTe4(0≤x≤0.4)在850℃烧结120h，具有尖晶石结构的样品CuIr2‑xCrxTe4(1.9≤x≤2)在500℃烧结120h，得到CuIr2‑xCrxTe4(0≤x≤2)的多晶粉末。通过综合物理性能测试系统(PPMS)和磁学测量系统(MPMS)，测量其电导率、磁性性质、上下临界场等物理性质，深入探讨目标产物的超导电性，电荷密度波相变及铁磁相变等量子态的基本性质，并建立起具体的掺杂浓度与各自量子态的关系图。通过XRD数据拟合分析其晶体结构。

说明书

技术领域

本发明属于量子功能材料制造技术领域，具体涉及一系列化学通式CuIr

背景技术

自旋、电子和声子之间不同的相互作用力产生了有趣的宏观量子现象.如超导性、铁磁性和反铁磁性等。因此，研究这些不同自由度在强耦合电子晶格系统中的相互作用对于理解和优化其相关特性至关重要。超导作为物理学中最迷人的宏观量子现象之一，超导材料是指具有在一定温度条件下(一般为较低温度)呈现出电阻等于零并且排斥磁力线性质的材料，因具有完全电导性、完全抗磁性及通量量子化的奇特性质。然而对于寻找室温超导体和超导机理的探索依然还有很长的路。高温超导体中通常存在繁多而又复杂的竞争量子态和结构序，并且各种量子态和结构序之间又相互影响。因此理解这些量子态和结构序对高温超导的探索是十分必要的。

铁磁超导体的发现引起了人们关于超导起源问题的关注。通常，由于配对破坏效应的影响，含有1％的磁性杂质就能破坏超导体中的超导电性。对于非常规超导体，其超导电性一般出现在磁相相位边界。至今为止，只有少数化合物中存在超导和铁磁或反铁磁共存的现象，如：UMGe(M＝Rh，Co)，Sm

作为过渡金属碲化物，尖晶石结构的CuCr

发明内容

本发明旨在利用铬(Cr)取代CuIr

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有多重量子态和多样晶体结构的新型过渡金属碲化物及其制备方法，其特征在于具有以下化学通式：

CuIr

一种具有多重量子态和多样晶体结构的新型过渡金属碲化物及其制备方法，其特征在于具有以下的工艺和步骤：

(1)按照相应的化学计量比称量对应的Cu，Ir，Cr和Te，将原料混合后并充分研磨，研磨后的粉体置于石英管中，在真空系统下抽至真空度为1×10

(2)随后将密封好的Cr含量为0-0.4的石英管置于850℃的箱式炉中煅烧120h，Cr含量为1.9-2的石英管置于500℃的箱式炉中煅烧120h，随后打开石英管后将得到的粉末充分研磨；

(3)将步骤(2)中充分研磨后的粉末压片，将压好的片放入石英管中，再次抽真空到1×10

(4)将步骤(3)密封好的Cr含量为0-0.4的石英管，再次置于850℃的箱式炉中煅烧240h，Cr含量为1.9-2的石英管，再次置于500℃的箱式炉中煅烧240h。随后打开石英管得到CuIr

(5)随后应用X射线粉末衍射(PXRD)确定样品各组分的纯度后，利用Fullprof软件的Structural Mode拟合得到相应组分的晶体结构和晶格常数；

(6)最后通过综合物理测试系统(PPMS)和磁性测量系统(MPMS)来测试得到样品的物理性质：主要包括电导率、磁性性质、上下临界场等，最终确定样品的超导电性，电荷密度波相变及铁磁相变。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述得到新型的CuIr

(2)本发明所述的一种具有多重量子态和多样晶体结构的新型过渡金属碲化物，制备过程十分简单，制备条件要求低；

(3)本发明所述的制备方法制备的多晶材料分布均匀，在空气中测试稳定，易于保存；

(4)本发明所述的制备方法制备的CuIr

附图说明

图1为本发明所述方法制备的一系列CuIr

图2为本发明所述方法制备的一系列CuIr

图3为本发明所述方法制备的CuIr

图4为本发明所述方法制备的一系列CuIr

图5为本发明所述方法制备的CuIr

图6为本发明所述方法制备的一系列CuIr

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明做进一步阐明，但本发明所述的保护范围不限于所示内容。

实施例1：

精确称量0.0133g Cu，0.0780g Ir，0.1081g Te和0.007g Cr原料，充分研磨后置于石英管中，将装有充分研磨的原料的石英管抽至真空度为1×10

实施例2：

精确称量0.0067g Cu，0.0381g Ir，0.0545g Te和0.0007g Cr原料，充分研磨后置于石英管中，将装有充分研磨的原料的石英管抽至真空度为1×10

实施例3：

精确称量0.0069g Cu，0.0354g Ir，0.0560g Te和0.0017g Cr原料，充分研磨后置于石英管中，将装有充分研磨的原料的石英管抽至真空度为1×10

实施例4：

精确称量0.0091g Cu，0.0028g Ir，0.0740g Te和0.0141g Cr原料，充分研磨后置于石英管中，将装有充分研磨的原料的石英管抽至真空度为1×10

评价实验：

本发明所述的制备方法制备的CuIr