材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于&02材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，自旋電子學(xué)是凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一。作為最簡單的鐵磁性半金屬氧化物CrO2是傳統(tǒng)的磁記錄材料，CrO2經(jīng)實驗證實具有接近100%的自旋極化率，而且CrO2的居里溫度高達(dá)396K。因此，CrO2被認(rèn)為是極具開發(fā)潛力的、理想的自旋電子器件的電極材料之一。
[0003]CrO2在常溫常壓下是一種亞穩(wěn)態(tài)氧化物，熱穩(wěn)定性差，純的CrO2在400°C以上便開始分解為Cr2O3,導(dǎo)致了在常溫常壓條件下制備CrO2的難度增大。目前已經(jīng)公開的制備CrO2的方法中，有直接以T12或者Si單晶基片為種子層制備CrO2,然而T12或者Si單晶基片直接作為種子層制備CrO2材料容易引入諸如Cr2O3或者其他Cr的氧化物等雜質(zhì)相，同時其表面不光滑平整，從而難于得到高質(zhì)量的CrO2材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種操作簡單和能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料的制備方法；用該方法制備的以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料在磁性能基本不變的情況下純度高和表面光滑。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的步驟是:
步驟一、將SnI4裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，將T12單晶基片放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū);然后在以100~300mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至350?450°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在100?200°C條件下保溫0.15?2h;自然冷卻，制得以T i02為基體的SnO2種子層材料。
[0006]步驟一中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0007]步驟二、將CrO3裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，再將第一步制得的以T12為基體的SnO2種子層材料放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū)，然后在以100~300mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至350?450°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在200~300°C條件下保溫0.2?5h，自然冷卻，即得以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料。
[0008]步驟二中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0009]所述的SnI4為分析純。
[0010]所述的CrO3為分析純。
[0011]所述的氧氣的純度為99.99%。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果:
第一、本發(fā)明采用技術(shù)較為成熟的雙溫區(qū)管式爐，操作簡單，不增加設(shè)備，常壓下便能生產(chǎn)，故用雙溫區(qū)管式爐制備以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料能較快地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0013]第二、以T12或者Si單晶基片為種子層直接制備CrO2材料容易引入雜質(zhì)相，并且CrO2材料表面不光滑平整，質(zhì)量差;而本發(fā)明制得的以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料純度高且表面光滑平整，質(zhì)量得到了較大提高，應(yīng)用范圍亦更加廣泛。
[0014]第三、與純的002材料相比，本發(fā)明制備的以T12為基體SnO2為種子層的002材料磁性能基本無改變。
[0015]因此，本發(fā)明具有操作簡單和能較快地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，用該方法制備的以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料在磁性能基本無變化的情況下純度高和表面光滑。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍是限制。
[0017]本【具體實施方式】中:所述的SnI4為分析純;所述的CrO3為分析純;所述的氧氣的純度為99.99%。實施例中不再贅述。
[0018]實施例1
一種以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料及其制備方法。本實施例的制備步驟是:步驟一、將SnI4裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，將T12單晶基片放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū);然后在以100?150mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至350?380°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在100?130°C條件下保溫0.15?0.75h;自然冷卻，制得以T12為基體的SnO2種子層材料。
[0019]步驟一中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0020]步驟二、將CrO3裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，再將第一步制得的以T12為基體的SnO2種子層材料放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū)，然后在以100?150mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至350?380°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在200?230°C條件下保溫0.2-1.75h，自然冷卻，即得以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料。
[0021]步驟二中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0022]實施例2
一種以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料及其制備方法。本實施例的制備步驟是:步驟一、將SnI4裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，將T12單晶基片放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū);然后在以140?190mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至370?400°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在120?150°C條件下保溫0.5?1.0h;自然冷卻，制得以T12為基體的SnO2種子層材料。
[0023]步驟一中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0024]步驟二、將CrO3裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，再將第一步制得的以T12為基體的SnO2種子層材料放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū)，然后在以140?190mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至370?400°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在220?250°C條件下保溫0.75-2.75h，自然冷卻，即得以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料。
[0025]步驟二中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。
[0026]實施例3一種以T12為基體SnO2為種子層的CrO2材料及其制備方法。本實施例的制備步驟是:步驟一、將SnI4裝入石英舟內(nèi)，放入雙溫區(qū)管式爐的低溫區(qū)，將T12單晶基片放入雙溫區(qū)管式爐的高溫區(qū);然后在以180?230mL/min的流速向管式爐內(nèi)通入氧氣的條件下，將高溫區(qū)加熱至390?420°C，開始保溫，同時對低溫區(qū)加熱，在140?170°C條件下保溫0.75?1.5h;自然冷卻，制得以T12為基體的SnO2種子層材料。
[0027]步驟一中的高溫區(qū)保溫截止時間與低溫區(qū)保溫截止時間相同。