一种笼目结构单晶的生长方法

技术领域

本发明涉及无机化合物单晶生长技术领域，具体涉及一种笼目结构单晶的生长方法。

背景技术

Rh

目前已有报道该材料的多晶合成方法，该方法采用铑粉、硫粉和铅丸按照摩尔比3:2:2进行配料，在高温进行反应后冷却得到。迄今为止，还没有关于Rh

因此，现有技术仍有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种笼目结构单晶的生长方法，旨在解决现有技术中缺乏笼目结构Rh

具体地，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种笼目结构单晶的生长方法，包括步骤：

将铑粉和硫粉进行研磨处理，得到第一混合粉末；

将所述混合粉末和铅丸混合，得到第二混合粉末；

于真空且封管密闭环境下，将所述第二混合粉末升温至第一预定温度后，保温第一预定时间，然后降温至第二预定温度，保温第二预定时间；

所述保温第二预定时间完成后，对石英管进行离心处理，得到具有笼目结构的Rh

可选地，所述铅丸和所述铑粉的摩尔比为4:1～10:1。

可选地，所述铅丸和所述铑粉的摩尔比为6:1～8:1。

可选地，所述封管的管口气压小于10

可选地，所述升温的时间为10～12h。

可选地，所述第一预定温度为1000℃，所述第一预定时间为10～12h。

可选地，所述降温的速率为1～10℃/h。

优选地，所述降温的速率为2～4℃/h。

可选地，所述第二预定温度为650℃，所述第二预定时间为24h。

可选地，所述离心处理的温度为450℃～650℃。

本发明具有以下有益效果：

本发明首次提供了笼目结构Rh

附图说明

图1为本发明实施例1-6中所使用的石英管的结构示意图，其中：1、石英管；2、石英柱；3、坩锅；4、石英棉；

图2为本发明实施例2中所制得的Rh

图3为本发明实施例2中所制得的Rh

图4为本发明实施例1、4和5中分别制得的Rh

具体实施方式

本发明提供一种笼目结构单晶的生长方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种笼目结构单晶的生长方法，包括步骤：

将铑粉和硫粉进行研磨处理，得到第一混合粉末；

将所述混合粉末和铅丸混合，得到第二混合粉末；

于真空且封管的密闭环境下，将所述第二混合粉末升温至第一预定温度后，保温第一预定时间，然后降温至第二预定温度，保温第二预定时间；

所述保温第二预定时间完成后，对石英管进行离心处理，得到具有笼目结构的Rh

在具体的实施例中，晶体生长方法包括：采用铑粉、硫粉和铅丸作为原料，在手套箱中先研磨铑粉和硫粉，使其充分混合，然后再和铅丸混合后放入氧化铝坩锅内，将坩埚放入石英管中，用封管设备抽至真空后封管。封管后放入井式炉。首先将温度升高，然后保温一段时间使原料熔化并充分混合，然后将温度缓慢降低，保温一段时间后进行离心，将多余的铅助熔剂与单晶分离，即可得到高质量、大尺寸的具有笼目结构的Rh

在一些实施方式中，所述铅丸和所述铑粉的摩尔比为4:1～10:1。

在较优的实施方式中，所述铅丸和所述铑粉的摩尔比为6:1～8:1。如果助熔剂过少，则无法将原料完全溶解并混合均匀，最终可能会得到的是其他的产物，比如硫化铅，而无法得到Rh

在一些实施方式中，所述封管的管口气压小于10

在一些实施方式中，所述升温的时间为10～12h。原材料粉末在升温过程中加热熔融，使各组分均匀化。

在一些实施方式中，所述第一预定温度为1000℃，所述第一预定时间为10～12h。该第一预定温度足以使原材料熔化，在此第一预定温度保温10～12h，以使三种原料充分混合均匀，混合的各组分能够扩散并均匀化，可降低晶体缺陷，利于提高Rh

在一些实施方式中，所述降温的速率为1～10℃/h。

在较优的实施方式中，所述降温的速率为2～4℃/h。在降温过程中，通过调整降温速率可以优化最终得到的笼目结构晶体的尺寸大小，降温速率越慢，得到的晶体尺寸越大。

在一些实施方式中，所述第二预定温度为650℃，所述第二预定时间为24h。

在一些实施方式中，所述离心处理的温度为450～650℃。在离心温度使用离心机进行离心，将多余的铅助熔剂与单晶分开。离心温度不能过低是因为铅的熔点大概为327℃，如果低于该温度，那么铅会发生凝固，因而可能会导致离心失败。另外，过低的离心温度会使得晶体上残留的助熔剂变多，分离效果变差。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1

使用高纯铑粉、硫粉按照摩尔比3:2混合，在手套箱中进行研磨混合均匀，再加入铅丸，铅丸的摩尔数为铑粉的4倍。

将混合均匀的原料放入氧化铝坩锅，再将坩埚放入石英管装置中(石英管的结构示意图如图1所示)，并将石英管口抽真空后封管，放入井式炉中，在12小时内升温至1000摄氏度并保温12小时，然后以4度/小时的速率降温至650摄氏度并保温1天，最后将石英管从炉子中取出并离心，离心完成后，将坩埚中的晶体取出，放入烧杯中加入稀盐酸浸泡一段时间，用来去除单晶表面残留的铅助熔剂，得到Rh

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于：铅丸的摩尔数为铑粉的6.5倍。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于：铅丸的摩尔数为铑粉的20倍。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：以1摄氏度/小时的速率降温至650摄氏度并保温1天。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：在12小时内升温至1100摄氏度并保温12小时，然后以15摄氏度/小时的速率降温至650摄氏度并保温1天。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于：在12小时内升温至1100摄氏度并保温12小时，然后以15摄氏度/小时的速率降温至400摄氏度并保温1天。

结果说明：实施例1中所制得的单晶整体形貌与实施例2和3相比较差，可能是因为助熔剂过少导致原料溶解不充分，从而影响了结晶和生长的过程。实施例3中离心后发现坩埚无任何残留物，无法得到Rh

实施例2所制得的Rh

从实施例2所制得的产物中选取部分晶体进行研磨，然后使用X射线衍射仪进行测试，表征结果如图3所示，XRD测试结果与模拟计算的XRD数据一致，表明生长的单晶为Rh

综上所述，本发明的笼目结构单晶生长方法，其工艺简单，所需原材料容易获取，所需生长周期短，能耗低，且笼目结构Rh

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。