[发明专利]新结构碲化银晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新的新结构碲化银晶体及其超高压制备方法。

背景技术

Ag₂Te属于银硫族化合物之一，在自然界中以碲银矿的形式存在。

Ag₂Te在常压下随温度变化可以形成三种相。其中，高温α相具有很高的离子电导率，是一种超离子导体；低温β相属于电子迁移率很高而热导率很低的窄能隙半导体。

值得注意的是，在外加磁场条件下β相的磁阻具有非常显著的线性依赖行为，且在高场下也未显现饱和的趋势。分析该行为背后的物理机制促使人们发现Ag₂Te的低温β相其实是一种新的二元拓扑绝缘体。

和其他拓扑绝缘体相比，Ag₂Te的Dirac锥具有各向异性，且自旋方向具有平面外分量，为操纵电子的自旋提供了更大的自由度。这些独特的属性使得碲化银具有很大的应用和研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新结构Ag₂Te晶体及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的一种新结构Ag₂Te的制备方法包括如下步骤：

1）在常压下制备出单斜相的Ag₂Te晶体；

2）将单斜相的Ag₂Te晶体置于压力为2~10GPa下进行超高压压制，得到正交相的Ag₂Te晶体。

进一步，再在10~30GPa的压力下对所得到的正交相的Ag₂Te晶体进行超高压压制，得到坍塌的正交相Ag₂Te晶体。

本发明的一种新结构Ag₂Te晶体是：为正交相结构，晶体的空间群为Immm，晶格常数为

本发明的一种新结构Ag₂Te晶体是：为坍塌的正交相结构，晶体的空间群为Immm，晶格常数为

本发明的正交相Ag₂Te晶体与常温常压下制备的Ag₂Te晶体结构相比较，其结构紧凑，对称性提高，配位数增加。在电学性质方面,Ag₂Te晶体常温常压相在2-300K温度区间是一种半导体,在外场下表现出线性磁阻行为；而高压正交相和塌缩正交相的Ag₂Te晶体在2-300K温度区间呈现金属行为，在外加磁场情况下其电阻随外场的平方增加。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

图1a是本发明的在2-30GPa超高压条件得到的正交相的Ag₂Te晶体结构图，图1b是[Ag（Te5+Ag7）]配位结构图。

图2是本发明的在2-30GPa超高压条件得到的Ag₂Te晶体样品的XRD图谱。

图3a是本发明的2-30GPa超高压条件Ag₂Te晶体的晶格参数，图3b是单胞体积随压力的变化曲线图。

图4是是本发明的Ag₂Te晶体的定温度点下电阻值随压力的变化关系图。

图5是本发明的Ag₂Te晶体的不同压力点下电阻值随温度的变化关系图。

图6是本发明的Ag₂Te晶体的不同压力点下电阻值在2K时随外加磁场的变化关系图。

具体实施方式

实施例1 超高压下制备正交相的Ag₂Te晶体。

将常压单斜相的Ag₂Te晶体，利用原位高压同步辐射角散X射线衍射实验技术，采用金刚石压砧（DAC）高压装置进行原位高压实验。金刚石压砧台面直径300μm，高压封垫采用T301不绣钢片。传压介质是硅油。压标物质是红宝石，通过红宝石的荧光峰确定压力。实验的压力范围是0-30GPa。实验中所用的入射X射线的波长为有效的2θ角范围是0-25°。在压力达到2.0GPa左右，出现正交相Ag₂Te晶体。