МАГНИТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МАТЕРИАЛ
MAGNETIC SEMICONDUCTOR MATERIAL

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к четверному соединению меди, галлия, хрома и селена, которое может найти применение в многофункциональных приборах и схемах, работающих на взаимосвязи магнитного и электрического полей.
Вышеуказанный селенид относится к классу селенидов первой, третьей и шестой групп Периодической системы.
с
Известен магнитный полупроводник - четверное соединение - селенид меди, индия и хрома, полученный на основе двойного селенохромита меди и индия и имеющий температуру магнитного упорядочения (температура Кюри) Т=431 К [а.с. СССР 1125997].
К недостаткам указанного материала относятся:
- недостаточно низкая температура Кюри;
- невысокое значение намагниченности насыщения.
0,5
0,5
2
4
с
Ближайшим техническим решением поставленной задачи является четверное соединение состава CuGaCrSe [Pinch H.D.; Woods M.J.; Lopatin E.: Mat.Res.Bull. 5 (1970) 425] (прототип) с чрезвычайно низкой температурой магнитного упорядочения Т=135 К. Это вещество характеризуется тем, что оно кристаллизуется в решетке шпинели и может быть получено многократным прокаливанием соответствующих количеств исходных веществ в вакуумированных кварцевых ампулах.
К недостаткам описанного выше четверного селенида относится то, что он не может быть использован в электронных приборах, не прибегая к громоздкой системе глубокого охлаждения.
Изобретение направлено на создание магнитного полупроводникового материала с температурой Кюри выше комнатной и с сочетанием ферромагнитных и полупроводниковых свойств.
2
5
Согласно изобретению технический результат достигается тем, что предлагается магнитный полупроводниковый материал, характеризующийся температурой Кюри 318 К, который включает медь, галлий, хром и селен, представляет собой четверное соединение селенита меди, галлия и хрома и отвечает формуле CuGaCrSe.
-3
Четверной селенид меди, галлия и хрома получают путем взаимодействия стехиометрических количеств исходных элементарных компонентов высокой степени чистоты в вакуумированных кварцевых ампулах. Ампулы откачивают до остаточного давления 2·10 Па, герметизируют и помещают в печь, температуру которой медленно (20 град./ч) повышают до 200, а затем до 1050°С. Ампулы выдерживают 24 ч при температуре 200°С и 150 ч при температуре 1050°С, затем медленно охлаждают до комнатной температуры. Выход четверного селенида меди, галлия и хрома составляет 99,9%.
Параметры полученного материала контролировали с помощью рентгенофазового, дифференциально-термического и микроструктурного анализов. Данные анализов свидетельствуют о том, что полученный четверной селенид меди, галлия и хрома однофазен.
2
5
0,5
0,5
2
4
На чертеже представлены температурные зависимости намагниченности двух четверных селенидов полученных по перитектоидным реакциям: а) заявляемого CuGaCrSe при температуре 1050°С и б) по прототипу CuGaCrSe при температуре 1075°С.
Ниже приведены примеры получения заявленного материала предложенных составов.
2
5
с
Пример 1. Навески 0,1005 г меди,0,1103 г галлия, 0,1645 г хрома и 0,6246 г селена, что соответствует по составу CuGaCrSe. Полученный образец имеет температуру Кюри Т=318 К.
0,5
0,5
2
4
с
Пример 2 (по прототипу). Навески 0,0667 меди, 0,0732 галлия, 0,2119 хрома и 0,6482 селена, что соответствует по составу CuGaCrSe. Полученный образец имеет температуру Кюри Т=323 К.
2
5
C
77K
300 K
-3
Магнитные и электрофизические характеристики четверного соединения CuGaCrSe следующие: T=318 К; удельное сопротивление ρ=0,5 Ом/см при 77 К и ρ=2·10 Ом/см при 300 К.
Уникальное сочетание ферромагнитных и полупроводниковых свойств делают его перспективным материалом для широкого практического использования.