Ферромагнитный керамический материал

Ферромагнитный керамический материал

Реферат

 

(19)SU(11)792813(13)A1(51)  МПК ⁶    _{C04B35/42, H01F1/08}(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к области радио- и электронной техники, в частности, к материалам твердотельной микроэлектроники. Известны ферромагнитные полупроводники-халькохромиды кадмия и окись европия. Сочетание ферромагнитных свойств с полупроводниковым характером проводимости в одном материале существенно расширяет функциональные возможности такого материала. Один и тот же кристалл или пленка из этого материала может применяться в качестве магнитных (дросселей, циркуляторов, фазовращателей, фильтров и т.д.) и одновременно в качестве полупроводниковых элементов электрической цепи, например, диодов, триодов и т.д. На их основе возможно создание принципиально новых устройств, где полупроводниковые параметры регулируются магнитным полем, а также применение этих материалов в устройствах магнитной памяти. Основной недостаток этих ферромагнитных полупроводников низкие температуры Кюри (ниже 0^оС), поэтому их применение в перечисленных выше устройствах возможно лишь при криогенных рабочих температурах, что требует применения энергоемкой холодильной техники и сопряжено о большими затратами на эксплуатацию. Известен ферромагнитный керамический материал на основе соединения меди, хрома и серы со структурой шпинели, который содержит (мас.): меди 21,5, хрома 35,1, серы 43,4. Данный материал может применяться при комнатных и более высоких температурах, поскольку его точка Кюри равна 380^оК. Основной недостаток материала металлический тип проводимости и малое удельное электросопротивление (10^-4 Ом. см. и характерное для металлов), что существенно сужает его функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей материала путем обеспечения ферромагнитных и полупроводниковых свойств при комнатных температурах. Указанная цель достигается тем, что ферромагнитный керамический материал на основе соединения меди, хрома и серы со структурой шпинели, дополнительно содержит селен, при следующем соотношении ингредиентов, мас. Медь 16,7-20,6 Хром 28,5-32.5 Сера 22,1-34,7 Селен 12,2-32,7 Ферромагнитный керамический материал изготавливают следующим образом: порошкообразные смеси элементов меди, хрома, серы и селена в указанном интервале весовых соотношений гомогенизируют и прессуют в таблетки. Спрессованные таблетки отжигают в эвакуированных и запаянных ампулах при 550^оС трое суток, затем повторно отжигают в эвакуированных и запаянных кварцевых ампулах при 700^оС шесть суток. Экспериментальная проверка материала показала, что за счет указанного соотношения компонентов получен ферромагнитный керамических материал с точками Кюри выше комнатной температуры с полупроводниковым характером проводимости. Рентгеноструктурным анализом установлено, что все образцы однофазные и имеют кубическую структуру типа шпинели. Данный материал имеет следующие качественные и количественные преимущества перед прототипом: материал имеет полупроводниковый тип проводимости, в отличие от прототипа, имеющего металлическую проводимость, с сохранением высокой температуры Кюри (350^оК); удельное сопротивление материала на 2-3 порядка выше по сравнению с прототипом, что делает возможным его эксплуатацию в СВЧ-устройствах. Данный материал можно использовать в монолитных интегральных целях при комнатной и более высокой температурах одновременно в качестве магнитных (дроссели, циркуляторы, фазовращатели, фильтры и т.д.) и полупроводниковых (диоды, триоды и т.д.) элементов, а также в устройствах дискретной памяти с термомагнитной записью. Материал также может найти применение в лазерной технике для модуляции на электронных частотах, в вычислительной технике в качестве элементов памяти, где запись производится с помощью светового луча и т. д. Применение нового материала в интегральных полупроводниковых схемах может заменить применение дорогостоящих высокочистых полупроводников с аналогичными свойствами, например, германия.

Формула изобретения

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе соединения меди хрома и серы со структурой шпинели, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения ферромагнитных и полупроводниковых свойств при комнатных температурах, он дополнительно содержит селен при следующем соотношении ингредиентов, мас. Медь 16,7 20,6 Хром 28,5 32,5 Сера 22,1 34,7 Селен 12,2 32,7