本发明专利技术提供了一种单晶材料GaCuPO5的制备方法，该制备方法包括将CuCl2·
【技术实现步骤摘要】
单晶材料GaCuPO5的制备方法及单晶材料GaCuPO5
[0001]本专利技术涉及单晶生长
，尤其涉及一种单晶材料GaCuPO5的制备方法及单晶材料GaCuPO5。
技术介绍
[0002]由于自旋量子效应的存在，低维磁性材料可展现出反常的物理性质。当温度降低时，低维磁性材料的量子效应逐渐增强。在有限温度下，量子涨落与热涨落之间相互竞争将主导体系中的磁行为，使材料呈现出有序状态，如低温下的自旋无序和自旋液体等。这些现象蕴含着丰富的物理内涵，具有极大的研究价值。其背后蕴含的物理对于指导下一代自旋器件和电子元器件研制和开发具有重要意义，是当前材料科学和凝聚态物理研究领域的前沿热点之一。由于理想材料的缺乏，自旋无序和自旋液体等现象的研究受到较大制约。目前研究仍然更多依赖于理论计算的模拟，实验上的突破性发现相对较少。科研和工程技术人员为寻求突破，逐渐将目光聚集于低维磁性材料的设计、合成与制备领域，以期通过人工方法合成出理想的单晶材料以用于研究。磷酸盐因其磷酸根离子能够桥接具有磁性的金属阳离子，是设计合成新型磁性材料的重要载体。
[0003]另一方面，晶体材料能够实现磁、光、声、热、电的交互作用和转换，是近代科学技术发展中不可缺少的重要材料。然而自然界中发现的天然晶体无论从品种、质量和数量等方面，都远不能满足近代科学技术发展的需要，从而促进了人工晶体的发展。在固体微电子学领域，随着科技的不断提升，人们对单晶材料的需求逐渐提高，特别是半导体晶体、激光晶体、闪烁晶体、光学晶体、超硬晶体、绝缘晶体压电晶体等领域，新材料的发现以及新单晶的合成在一定程度上为科技的颠覆性发展提供了可能。因此，晶体材料的设计与合成将长期处于材料科学发展的前沿，单晶材料的研究早已与空间、电子、激光、新能源开发、生物医学等新技术研发领域密切交融、密切相关。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种单晶材料GaCuPO5的制备方法。该制备方法包括将CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4按预设比例加入去离子水中，混合搅拌均匀，制备出前驱体溶液；将前驱体溶液转移至高压釜中，再放入加热箱加热至预设温度并保持预设时间段，随后将温度降至室温；对高压釜内的反应产物进行洗涤，得到单晶材料GaCuPO5。
[0005]在一实施例中，预设比例为CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4按Cu、Ga、P的摩尔比，且摩尔比为(0.8～1.2):(0.4～0.6):(1.2～2.8)。
[0006]在一实施例中，摩尔比为1:0.5:2。
[0007]在一实施例中，CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4三者与去离子水的摩尔比为(0.5～1.5)：(8～30)。
[0008]在一实施例中，预设温度为180℃～260℃之间的任意温度值；预设时间段为2～4天。
[0009]在一实施例中，预设温度为220℃～230℃，预设时间段为2.8～3.2天。
[0010]在一实施例中，将前驱体溶液转移至高压釜后，前驱体溶液的液面高度与高压釜的内胆的高度的比值为8％～12％。
[0011]在一实施例中，按照(4～6)℃/h的降温速率将温度降至室温。
[0012]本申请还提供了一种利用上述制备方法制备单晶材料GaCuPO5。
[0013]在一实施例中，单晶材料GaCuPO5的尺寸在毫米级。
[0014]本申请所合成的单晶材料GaCuPO5能够满足当前科学研究对单晶材料的要求，能够用于常规的磁、热、电等测量研究；该单晶材料GaCuPO5对空气和水表现为惰性，展现出较强的稳定性。这些特征表明该单晶材料GaCuPO5在声、光、电、磁领域具有一定的研究价值和应用前景。
附图说明
[0015]以下通过结合本专利技术的一些实施例及其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。
[0016]图1所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5的实物图；
[0017]图2所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5粉末的X射线衍射图谱；
[0018]图3所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5的晶体结构沿a方向的俯瞰图；
[0019]图4所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5的晶体结构沿b方向的俯瞰图；
[0020]图5所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5的晶体结构沿c方向的俯瞰图；
[0021]图6所示为根据本专利技术一个实施例的单晶材料GaCuPO5的零磁场下的比热数据图。
具体实施方式
[0022]以下将对本专利技术的实施例给出详细的说明。尽管本专利技术通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖所附权利要求所定义的专利技术精神和专利技术范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0023]另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。
[0024]本申请提供了一种单晶材料GaCuPO5的制备方法。该制备方法的步骤如下：
[0025]步骤(1)，将CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4按预设比例加入去离子水中，混合搅拌均匀，制备出前驱体溶液。
[0026]步骤(2)，将前驱体溶液转移至高压釜中，再放入加热箱加热至预设温度并保持预设时间段，随后将温度降至室温。
[0027]步骤(3)，对高压釜内的反应产物进行洗涤，得到单晶材料GaCuPO5。
[0028]实施例1
[0029]按照CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4中Cu、Ga、P的摩尔比1:0.5:2配置混合物，并按照该混合物与去离子水的摩尔比1：10的比例关系，将该混合物加入4mL的去离子水
中，用玻璃棒搅拌均匀，使混合物充分溶解以制备出前驱体溶液。
[0030]将该前驱体溶液转移至高压釜中，保持该高压釜中前驱体溶液的液面高度与高压釜的内胆的高度的比值为10％，再放入马弗炉加热至230℃，在230℃的温度下保持3天后以5℃每小时的降温速率降至室温。其中，高压釜为25mL的聚四氟乙烯作内胆的不锈钢高压釜。本实施例所使用的高压釜为聚四氟乙烯作内胆的不锈钢高压釜，也可以是其他类型的高压釜，本文不做限定。
[0031]用蒸馏水洗涤高压釜内的反应产物，可得到单晶材料GaCuPO5。
[0032]图1所示为本实施例所合成的单晶材料GaCuPO5的实物图。其中，图1中，每一个小方格为1mm2。从图1中可看出，该单晶材料GaCuPO5的颜色为墨绿色。经实际测量，该单晶材料GaCuPO5的长度可达1mm，即尺寸在毫米级。从尺寸上而言，该单晶材料GaCuPO5能够满足当前科学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单晶材料GaCuPO5的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4按预设比例加入去离子水中，混合搅拌均匀，制备出前驱体溶液；将所述前驱体溶液转移至高压釜中，再放入加热箱加热至预设温度并保持预设时间段，随后将温度降至室温；及对所述高压釜内的反应产物进行洗涤，得到单晶材料GaCuPO5。2.根据权利要求1所述的单晶材料GaCuPO5的制备方法，其特征在于，所述预设比例为CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
xH2O、K2HPO4按Cu、Ga、P的摩尔比，且所述摩尔比为(0.8～1.2):(0.4～0.6):(1.2～2.8)。3.根据权利要求2所述的单晶材料GaCuPO5的制备方法，其特征在于，所述摩尔比为1:0.5:2。4.根据权利要求1所述的单晶材料GaCuPO5的制备方法，其特征在于，CuCl2·
2H2O、Ga(NO3)3·
【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞，张坤，胡会吉，邱洋，雷前坤，李苍龙，涂友超，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：
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