[发明专利]抑制LaCo2As2产生Co空位的方法及制备的化合物

说明书

本发明公开一种抑制LaCo₂As₂产生Co空位的方法，包括以下步骤：原料的预处理；原料的称量和压片；封管；预反应；最终反应。本发明还公开一种化合物La_0.9Sr_0.1Co₂As₂，其采用如上所述的方法制备而成。

技术领域

本发明涉及一种抑制LaCo₂As₂产生Co空位的方法及该方法制备的化合物。

技术背景

ThCr₂Si₂结构由形成共价键的“金属-非金属层”和“中间金属层”组成，其中“中间金属层”通常由碱金属，碱土金属或稀土金属构成。具有ThCr₂Si₂结构的化合物有一千种左右，其中含3d过渡族金属的化合物又占了其中大部分。这些化合物具有非常丰富的物性，例如重费米子行为，铁磁再入现象，铁磁量子临界转变和超导电性等等。

对于这样一类化合物，其物性通常由“金属-非金属层”决定。然而最近有多篇文献报道了具有ThCr₂Si₂结构的某些化合物中存在过渡族金属原子的空位，空位的形成会对“金属-非金属层”的本征物性产生影响。例如具有ThCr₂Si₂结构的化合物LaCo_2-xAs₂（如图1所示），电学方面其具有金属性；磁性方面其具有铁磁性，电学和磁性都来源于CoAs层。然而CoAs层中存在Co空位，这对于研究CoAs层的本征物性产生严重干扰。

发明内容

本发明的目的在于针对化合物LaCo_2-xAs₂中存在Co空位导致对于CoAs层的本征物性的研究产生干扰，提供一种消除CoAs层中的Co空位的方法。

本发明的实现包括以下步骤。

①原料的预处理：采用纯度为99.9%的块状La和块状Sr，刮去表面的氧化层，再剪成碎块；单质Co采用纯度为99.8%的Co粉，在300℃的氨气流气气氛下还原半小时后冷却到室温；单质As采用纯度为99.995%的As块，研磨成粉末；

②原料的称量和压片：首先按原子数配比La：Sr：Co：As=0.9：0.1：2：2称量原料，然后将Co粉和As粉研磨混合均匀，先倒入一半的研磨均匀的Co粉和As粉的混合物到压片模具中，然后加入La碎块和Sr碎块，再倒入另一半Co粉和As粉的混合物，以保证La碎块和Sr碎块压在中间，然后用压片机压片到10 MPa，保持十分钟后释放压力，获得片状的待反应的样品；

③封管：将片状的待反应的样品装入氧化铝坩埚中，再将坩埚密封在充入0.3个大气压高纯氩（纯度：≥99.999%）的石英管中；

④预反应：将密封好的石英管置于马弗炉中，在610 ℃反应12小时，然后再在850℃反应24小时，炉冷到室温；

⑤最终反应：将上述步骤获得的中间样品研磨均匀，然后按步骤②和③中的压片和封管条件进行压片和封管，在1100 ℃反应48小时，炉冷到室温，获得最终样品。

上述步骤中用到的研磨均采用研钵或球磨机等仪器，优选球磨机进行研磨。

与现有技术相比，本发明所述的样品合成方法具有以下的优点：一、通过对化合物LaCo_2-xAs₂的La位掺杂10%的元素Sr，避免了化合物中的CoAs层产生Co空位，有助于后续对CoAs层的本征物性的研究。二、通过优化样品原料的放置方式，将熔点高的La置于Co粉和As粉之间，再进行压片，有助于提高样品反应的均匀性。

附图说明