Изобретение относится к новым химическим соединениям на основе оксидов меди со структурой перовскита, конкретно, к купрату лантана состава LaCu1-x NixO3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40; 0,25 ≅ δ ≅0,35, как материалу, обладающему переходом "металл-полупроводник".
Изобретение может быть использовано в электронике и СВЧ-технике.
Известен купрат лантана состава LaCuO3-δ где 0 ≅ δ ≅ 0,5, со структурой типа перовскита.
Указанный купрат обладает широкой областью гомогенности по кислороду и может быть получен при давлении кислорода 0,2-1,0 кбар с использованием в качестве исходных компонентов гидрооксидов лантана и меди. Смесь гидрооксидов медленно нагревают до 650оС в кислороде, затем выдерживают при высоком давлении кислорода.
Недостатком купрата лантана известного состава является невозможность его практического использования, вследствие неустойчивости при нагревании в обычных условиях (в отсутствие атмосферы кислорода и высокого давления), в результате чего он распадается на ряд простых оксидов.
Задача изобретения расширить диапазон рабочих температур при использовании материалов, обладающих переходом "металл-проводник".
Поставленная задача решена путем получения нового химического соединения купрата лантана состава LaCu1-x NixO3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40; 0,25 ≅ δ ≅ 0,35, обладающего переходом "металл-полупроводник" при температуре 773К.
Купрат лантана состава LaCu1-xNixO3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40; 0,25 ≅ δ ≅ 0,35 и его свойства в литературе не описаны.
Предлагаемый материал состава LaCu1-x Nix O3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40; 0,25 ≅ δ ≅ 0,35, получают по обычной керамической технологии. Исходную смесь, состоящую из La2O3, CuO и NiО, тщательно перетирают, спрессовывают и прокаливают на воздухе при 950-1000оС в течение 18 ч. Полученный продукт измельчают, снова спрессовывают и дополнительно отжигают при 950-1000оС в течение 12 ч. После отжига образцы охлаждают вместе с печью до комнатной температуры. Получают купрат лантана состава LaCu1-xNixO3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40; 0,25 ≅ δ ≅ 0,35, обладающий фазовым превращением со скачкообразным переходом от металлической проводимости к полупроводниковой при температуре 773К.
Состав конечного продукта контролируют методами рентгенографического и химического анализов. Электрические свойства исследуют путем измерения удельного электросопротивления в интервале 290-1173 К.
На чертеже изображена зависимость удельного электросопротивления спеченных образцов состава LaCu1-xNixO3-δ где 0,15 ≅ x ≅ 0,40, 0,25 ≅ δ ≅ 0,35 от температуры на воздухе.
П р и м е р 1. 6,64 г La2O3; 2,43 г CuO и 0,76 г NiO перетирают, спрессовывают и прокаливают на воздухе при 950оС в течение 18 ч. Полученный продукт перетирают, спрессовывают, а затем дополнительно прокаливают при той же температуре в течение 12 ч. Конечный продукт охлаждают с печью до комнатной температуры. Получают 10 г купрата лантана состава LaCu0,75Ni0,25O2,75, имеющего кристаллическую структуру типа перовскита с параметрами ячейки при 290К: а 8,61 ± 0,01оА, b8,44 ± 0,01оА, С 7,87 ± 0,01оА.
По данным измерений удельного электросопротивления (см. чертеж), при 773 К резко увеличивается электросопротивление материала, что подтверждает наличие перехода от металлической проводимости при температуре ниже 773К к полупроводниковой выше 773К. В момент перехода сопротивление возрастает в 44 раза. В процессе охлаждения материала электросопротивление скачкообразно снижается.
П р и м е р 2. 6,63 г La2O3; 2,75 г СuO и 0,46 г NiO готовят и обрабатывают согласно примеру 1. Получают 10 г купрата лантана состава LaCu0,85Ni0,15О2,65, имеющего кристаллическую структуру типа перовскита с параметрами ячейки при 290К: а 8,63 ± 0,01оА, b8,45 ± 0,01оА, b 8,45 ± 0,01оА, С7,88 ± 0,01оА. По данным измерений удельного электросопротивления (см. чертеж) при 773 К оно увеличивается в 51 раз, что подтверждает наличие перехода от металлической проводимости к полупроводниковой.
П р и м е р 3. 6,66 г оксида La2O3, 1,95 г оксида CuO и 1,22 г оксида NiO перетирают, спрессовывают и прокаливают на воздухе при 1000оС, в течение 18 ч. Полученный продукт перетирают, спрессовывают, а затем дополнительно прокаливают при этой же температуре в течение 12 ч. Образцы охлаждают с печью до комнатной температуры. Получают 10 г купрата лантана, LaCu0,60Ni0,40O2,75 имеющего кристаллическую структуру типа перовскита с параметрами ячейки при 290К: а 8,60 ± 0,01оА, b 8,40 ± 0,01оА. По данным изменений удельного электросопротивления (см. чертеж) при 773 К оно увеличивается в 45 раз, что подтверждает наличие перехода "металл-полупроводник".
П р и м е р 4. 6,62 г оксида La2O3, 2,91 г оксида CuO и 0,30 г оксида NiO обрабатывают по примеру 1. Получают фазу номинального состава LaCu0,9Ni0,1O3-δ состоящую из La2CuO4:СuO и NiO. Полученный состав не обладает переходом "металл-полупроводник".
П р и м е р 5. 6,68 г оксида, Na2O3, 1,63 г оксида СuO и 1,53 г оксида NiO обрабатывают по п.1. Получают фазу номинального состава LaCu0,5Ni0,5O3-δ Испытания показывают, что материал данного состава не обладает переходом "металл-полупроводник".
Таким образом, предлагаемый материал состава LaCu1-xNixO3-δ(0,15 ч 0,40) обладает обратимым фазовым переходом при 773К со скачкообразным изменением электросопротивления (в 44-51 раз), обусловливающим переход от металлического типа электропроводности к полупроводниковому. Наличие перехода "металл-полупроводник" при 773К позволяет расширить диапазон рабочих температур при использовании предлагаемого материала для изготовления датчиков и переключателей, применяемых в электронной технике.
Изобретение относится к новым химическим соединениям на основе купратов лантана, а именно: к купарату лантана состава
LaCu1-xNixO3-δ
где
0,15 ≅ x ≅ 0,40 0,25 ≅ δ ≅ 0,35
Материал обладает переходом "металл-полупроводник" при 273K со скачкообразным изменением электросопротивления в 44 - 51 раз. 1 ил.
Купрат лантана состава LaCu1-xNixO3-δ, где 0,15 ≅ x ≅ 0,40, 0,25 ≅ δ ≅ 0,35, как материал, обладающий переходом металл полупроводник.
| Bringley J.F | |||
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
