JP4034139B2 - BiMnO3 crystal synthesis method and composition for BiMnO3 crystal synthesis - Google Patents

BiMnO3 crystal synthesis method and composition for BiMnO3 crystal synthesis Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、BiMnO結晶の合成方法及びBiMnO 結晶合成用の組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
強磁性と強誘電性との両性質を併せ持つ強磁性強誘電体は、電場で磁性を制御することや、逆に磁場で誘電特性を制御することができるデバイスになると期待されている。さらに、強磁性強誘電体は強誘電体の示す2次の非線形光学効果を有するので、これを利用すれば磁場で特性を制御することができる光スイッチ等としても応用することができる。しかし、残念なことに、一般に磁性と誘電性とは相容れない性質であるため、強磁性強誘電体となる物質は非常に珍しい。
【0003】
ところで、例えば、T. Atou et al, J. Solid State Chem. 145 (1999) 639には、BiMnO3が110Kに転移点を持つ強磁性体であることが開示されている。また例えば、R Seshadri and N. A. Hill, Chem. Mater. 13 (2001) 2892 には、BiMnO3の理論計算と、BiMnO3粉末を用いた予備的な誘電率の測定とにより、BiMnO3が773Kに転移温度を持つ強誘電体であることが開示されている。これらに基づけば、BiMnO3は強磁性強誘電体のひとつである可能性が高いと示唆される。
【0004】
従来、3GPaの高圧下でのBi23とMn23との固相反応により、BiMnO3を合成する方法が知られている。この方法では、ヒータが作る還元雰囲気から守るために、Bi23とMn23とを金(Au)あるいは白金(Pt)を材料としたカプセルに封入した上で、高温高圧処理することによりBiMnO3を合成している。この方法によれば、BiMnO3は粉末焼結体の形状で得られる。また、エキシマレーザーアブレーション法を用いてBiMnO3の薄膜を得る方法が、E. Ohshima et al, Solid State Communications 116 (2000) 73に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のBiMnO3の合成方法では、BiMnO3を薄膜ではないバルク(塊状)の結晶として得ることができないという問題がある。
【0006】
例えば、V. A. Bokov et al., Soviet Phys. Solid Chem. 1409 (1970) には、常圧下でのBi23とMn23との融液から、BiMnO3を結晶として得る方法が開示されている。ところが、この方法は、H. Chiba et al., Journal of Solid State Chemistry 132, 139-143 (1997) に記載されているように、再現性が乏しいために、BiMnO3の結晶を安定して得ることができない。
【0007】
BiMnO3の結晶は、上記従来の3GPaの高圧下でのBiMnO3の合成方法において、Bi23とMn23とを950℃以上で融解し、これによって生じる融解生成物(融液)を徐冷すれば得られると考えられる。しかしながら、この場合、Bi23とMn23とが融解する前に、言い換えればBi23とMn23との融点よりも低温域で、上記カプセルの材料である金あるいは白金と、Bi23のビスマス(Bi)とが反応し、カプセルが溶けてしまう。それゆえ、Bi23とMn23とを融解させることができないので、BiMnO3の結晶を得ることはできない。
【0008】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的はBiMnOを結晶として安定に得ることができるBiMnO結晶の合成方法、並びに、BiMnO結晶合成用の組成物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、上記課題を解決するために、B23とH3BO3とをフラックスとして用い、上記B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を3GPa以上の圧力下で融解するフラックス混合融解工程と、上記融解によって生じた融解生成物を上記圧力下で徐冷する徐冷工程とを含むことを特徴としている。
【0010】
上記の構成によれば、B23とH3BO3とをフラックスとして用い、B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を融解することで、融解時に、フラックスとして用いたB23とH3BO3との反応によってB23と水分(H2O)とが生じる。このB23と水分とによって、例えばカプセルの材料である金あるいは白金と、Bi23のビスマス(Bi)とが反応する温度よりも、Bi23とMn23との融点を低くすることができる。したがって、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを融解させることができる。そして、融解によって生じた融解生成物(融液)を徐冷することで、BiMnO3を結晶として安定に得ることができる。また、フラックスとして用いるB23とH3BO3との量を調整することで、水分量を正確にコントロールしながらBi23とMn23との融点を下げることができる。
【0011】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、上記課題を解決するために、上記Bi23とMn23との融点を800℃以下にすることを特徴としている。
【0012】
上記の構成によれば、B23とH3BO3とを加えて融点を800℃以下にすることで、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを効率よく融解させることができる。
【0013】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、上記課題を解決するために、上記Bi23と上記Mn23との合計量を100モル%としたとき、上記B23を10モル%〜10000モル%の範囲内で用いるとともに、上記H3BO3を10モル%〜10000モル%の範囲内で用いることを特徴としている。
【0014】
上記の構成によれば、B23とH3BO3とをそれぞれ上記範囲内で用いることで、BiMnO3の結晶を効率よく得ることができる。
【0015】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、上記課題を解決するために、上記徐冷工程においては上記融解生成物の温度が600℃以下になるまで徐冷することを特徴としている。
【0016】
上記の構成によれば、融解生成物の温度が600℃以下になるまで徐冷することで、BiMnO3の結晶をより効率よく得ることができる。
【0017】
本発明のBiMnO 結晶合成用の組成物は、B 、H BO 、Bi およびMn からなることを特徴としている。
【0019】
本発明のBiMnO 結晶合成用の組成物では、上記Bi と上記Mn との合計量を100モル%としたとき、上記B は10モル%〜10000モル%の範囲内であり、上記H BO は10モル%〜10000モル%の範囲内であることが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法(以下、単に「本合成方法」という)は、B23とH3BO3とをフラックスとして用い、B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を3GPa以上の圧力下で融解するフラックス混合融解工程と、上記融解によって生じた融解生成物を上記圧力下で徐冷する徐冷工程とを含む構成である。
【0022】
本合成方法においても、従来のBiMnO3の合成方法と同様に、3GPa以上の圧力下で合成を行なう。これは、3GPa未満の圧力下では、BiMnO3相が存在しないためである。また、Bi23とMn23とを融解するときに、ヒータが作る還元雰囲気からBi23とMn23とを守るため、Bi23とMn23とを金(Au)あるいは白金(Pt)を材料としたカプセルに封入する。本合成方法では、さらにB23とH3BO3とをフラックスとして用いる。そこで、B23およびH3BO3も上記カプセルに封入して、B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23とを混合して混合物とした後、融解する。そして融解によって生じた融解生成物(融液)を徐冷することで、BiMnO3を結晶として得ることができる。
【0023】
このように、本合成方法ではB23とH3BO3とをフラックスとして用いて、B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を融解することで、融解時にフラックスとして用いたB23とH3BO3との反応によってB23と水分(H2O)とが生じる。このB23と水分とによって、上記カプセルの材料である金あるいは白金と、Bi23のビスマス(Bi)とが反応する温度よりも、Bi23とMn23との融点が低くなる。したがって、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを融解させることができる。そして、融解によって生じた融解生成物(融液)を徐冷することで、BiMnO3を結晶として安定に得ることができる。また、フラックスとして用いるB23とH3BO3との量を調整することで、水分量を正確にコントロールしながらBi23とMn23との融点を下げることができる。
【0024】
このとき、Bi23とMn23との融点を800℃以下とすることがより好ましい。上記融点を800℃以下とすることで、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを効率よく融解させることができる。
【0025】
本合成方法では、フラックス混合融解工程と徐冷工程とにおける圧力は、3GPa以上であればよいが、4.5GPa以上であることがより好ましい。しかしながら、6GPaを超える圧力を発生させることは技術的に困難であることから、圧力の上限値は6GPaとすることがより好ましい。
【0026】
本合成方法において用いるB23、H3BO3、Bi23、およびMn23は、特に限定されるものではなく、例えば市販されている粉末状の製品を用いればよい。
【0027】
また、Bi23およびMn23の量は、特に限定されるものではなく、必要に応じてそれぞれ適宜設定すればよい。また、Bi23に対するMn23の割合は、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよいが、フラックス混合融解工程を効率よく行なうためには、少なくともBi231モルに対して、Mn23を1モル以上用いることがより好ましい。
【0028】
フラックスとして用いるB23は、Bi23とMn23との合計量(以下、Bi23とMn23とを合わせて「主原料」という)100モル%に対して、10モル%〜10000モル%の範囲内で用いることがより好ましく、50モル%〜500モル%の範囲内で用いることがさらに好ましい。用いるB23を上記範囲内とすることで、BiMnO3の結晶を効率よく得ることができる。主原料100モル%に対して用いるB23の下限値が10モル%未満である場合には、Bi23とMn23との融点を充分に下げることができなくなり、これによりBi23のBiとカプセルとが反応し、カプセルが溶けてしまうおそれがある。また、主原料100モル%に対して用いるB23の上限値が10000モル%を超える場合には、主原料に対するB23の量が多すぎてしまい、その結果、得られるBiMnO3の結晶の量が少なくなってしまうおそれがある。
【0029】
また、フラックスとして用いるH3BO3は、主原料100モル%に対して、10モル%〜10000モル%の範囲内で用いることがより好ましく、50モル%〜500モル%の範囲内で用いることがさらに好ましい。用いるH3BO3を上記範囲内とすることで、BiMnO3の結晶を効率よく得ることができる。主原料100モル%に対して用いるH3BO3の下限値が10モル%未満である場合には、Bi23とMn23との融点を十分に下げることができなくなり、これによりBi23のBiとカプセルとが反応し、カプセルが溶けてしまうおそれがある。また、主原料100モル%に対して用いるH3BO3の上限値が10000モル%を超える場合には、主原料に対するH3BO3の量が多すぎてしまい、その結果、得られるBiMnO3の結晶の量が少なくなってしまうおそれがある。
【0030】
フラックス混合融解工程において、フラックスと主原料とを融解するときの加熱温度の下限値は、混合物を完全に融解して融解生成物を得られる温度であればよく、特に限定されるものではない。加熱温度が低すぎる場合には、融解生成物が生じず、その結果、BiMnO3の結晶を得ることができなくなってしまう。加熱温度の上限値は、850℃とすることが好ましい。加熱温度が上限値を超える場合には、融解生成物が生じる前に、Bi23のBiとカプセルとが反応して、カプセルが溶けてしまうおそれがあるため好ましくない。
【0031】
また、混合物を融解させるためには、上記加熱温度を10分以上維持することがより好ましい。これにより、混合物を完全に融解することができる。
【0032】
徐冷工程では、BiMnO3の結晶が得られるまで、上記圧力下で融解生成物(融液)を徐冷していく。徐冷速度は、例えば、10℃/時間〜33℃/時間の範囲内とすればよい。これにより、融解生成物を効率よく徐冷することができる。徐冷方法は、特に限定されるものではないが、ヒータによる加熱温度を徐々に下げることによって徐冷する方法がより好ましい。融解生成物を充分に徐冷することで、効率よくBiMnO3の結晶を得ることができる。このとき、融解生成物の温度が少なくとも600℃以下になるまで徐冷すれば、BiMnO3の結晶をより効率よく得ることができるのでより好ましい。
【0033】
以上のように、本合成方法によれば、BiMnO3を結晶で得ることができる。また、得られる結晶は0.1mm角以上であるので、この結晶を用いたデバイスの評価が可能となる。
【0034】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【0035】
1.BiMnO3結晶の合成
〔実施例1〕
0.9モルのB23および0.2モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を白金のカプセルに封入し、立方体アンビル型高圧発生装置を用いて4GPaの圧力下で、該混合物を800℃で10分間加熱して、融解生成物を得た。加熱終了後、同圧力下で10時間かけて融解生成物の温度が500℃になるまで徐冷した。そして、さらに放冷し、融解生成物が室温になった後に圧力を開放し、融解生成物を取り出した。得られた融解生成物は融剤を含んでいるので、融解生成物を蒸留水とエタノールとで洗浄し乾燥させた後、融解生成物の中から結晶を取り出した。そして顕微鏡を用いて形の整った立方体状の結晶を選び、得られた結晶についてX線回折実験を行なった。その結果を図1に示す。
【0036】
図1に示すのは、得られた結晶のX線回折振動である。同図より、得られた結晶の格子定数は、a=9.5800Å,b=5.629Å,c=9.895Å,β=110.548°の単斜晶で指数づけされた。この格子定数は、T. Atou et al., Journal of Solid State Chemistry 145, 639 (1999) に開示されているBiMnO3の格子定数とよい一致を示した。
【0037】
次に、5K,100K,150Kの温度下で、上記結晶に与える磁場を変化させたときの、結晶の磁化率を調べた。この結果を図2に示す。また、上記結晶に0.5Tの磁場を与えたときの、温度変化に対する結晶の磁化率を調べた。この結果を図3に示す。図2に示す等温磁化曲線、および図3に示す磁化率温度変化は、それぞれ、既知のBiMnO3の粉末焼結体の等温磁化曲線、および磁化率温度変化とよい一致を示した。以上の結果より、得られた結晶はBiMnO3であることが確認された。
【0038】
〔実施例2〕
混合物を800℃に加熱した後、直ちに徐冷工程を行った以外は、実施例1と同様にして結晶を得た。そして結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0039】
〔実施例3〕
6時間かけて融解生成物を徐冷した以外は、実施例2と同様にして結晶を得た。そして結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0040】
〔実施例4〕
0.88モルのB23および0.24モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を白金のカプセルに封入し、立方体アンビル型高圧発生装置を用いて4GPaの圧力下で、混合物を850℃で10分間加熱して、融解生成物を得た。加熱終了後、同圧力下で10時間かけて融解生成物の温度が600℃になるまで徐冷した。そして、さらに放冷し、融解生成物が室温になった後に圧力を開放し、融解生成物を取り出した。実施例1と同様に、融解生成物を洗浄し乾燥させた後、融解生成物の中から結晶を取り出し、結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0041】
〔実施例5〕
2.6/3モルのB23および0.8/3モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を白金のカプセルに封入し、立方体アンビル型高圧発生装置を用いて4GPaの圧力下で、混合物を800℃で10分間加熱して、融解生成物を得た。加熱終了後、同圧力下で12.5時間かけて融解生成物の温度が600℃になるまで徐冷した。そして、さらに放冷し、融解生成物が室温になった後に圧力を開放し、融解生成物を取り出した。実施例1と同様に、融解生成物を洗浄し乾燥させた後、融解生成物の中から結晶を取り出し、結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0042】
〔実施例6〕
10時間かけて融解生成物を徐冷した以外は、実施例5と同様にして結晶を得た。そして結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率を調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0043】
〔実施例7〕
2.5/3モルのB23および1/3モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を白金のカプセルに封入し、立方体アンビル型高圧発生装置を用いて5GPaの圧力下で、混合物を850℃で10分加熱して、融解生成物を得た。加熱終了後、同圧力下で10時間かけて融解生成物の温度が600℃になるまで徐冷した。そして、さらに放冷し、融解生成物が室温になった後で圧力を開放し、融解生成物を取り出した。実施例1と同様に、融解生成物を洗浄し乾燥させた後、融解生成物の中から結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0044】
〔実施例8〕
0.8モルのB23および0.4モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を白金のカプセルに封入し、立方体アンビル型高圧発生装置を用いて4GPaの圧力下で、混合物を790℃で10分加熱して、融解生成物を得た。加熱終了後、同圧力下で19時間かけて融解生成物の温度が600℃になるまで徐冷した。そして、さらに放冷し、融解生成物が室温になった後で圧力を開放し、融解生成物を取り出した。実施例1と同様に、融解生成物を洗浄し乾燥させた後、融解生成物の中から結晶を取り出し、結晶のX線回折実験と、結晶の磁化率とを調べたところ、得られた結晶がBiMnO3であることが確認された。
【0045】
2.BiMnO3結晶の融点
以下に示す実施例および比較例により、B23およびH3BO3を用いることで、BiMnO3の融点が下がることが確認された。
【0046】
〔実施例9〕
2.6/3モルのB23および0.8/3モルのH3BO3と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を、表1に示す圧力下で加熱したときのX線回折パターンについて、白色X線を用いたエネルギー分散法で調べた。その結果を図4に示す。
【0047】
【表1】

Figure 0004034139
【0048】
図4に示すように、高圧域になるにしたがって、回折パターンのピーク幅が広がっている。これは、加圧することによって、混合物に含まれる結晶子(細かい一つ一つの粒)が歪むためである。圧力が4GPaで、加熱温度が550℃のときに、エネルギーが72eV付近に新たに回折ピークが出現した。このピークは、さらに加熱温度を上げると、加熱温度が740℃のときに消失した。この結果より、4GPaの圧力下で、混合物を740℃に加熱すると、BiMnO3は融解することがわかった。
【0049】
〔比較例1〕
1モルのB23と、1モルのBi23と、1モルのMn23とを、メノウの乳鉢を用いて混合し、混合物を得た。次に、混合物を、表2に示す圧力下で加熱したときのX線回折パターンについて、白色X線を用いたエネルギー分散法で調べた。その結果を図5に示す。
【0050】
【表2】
Figure 0004034139
【0051】
図5に示すように、高圧域になるにしたがって、回折パターンのピーク幅が広がっている。これは、加圧することによって、混合物に含まれる結晶子(細かい一つ一つの粒)が歪むためである。圧力が4GPaで、加熱温度が700℃のときに、エネルギーが67eV付近に新たに回折ピークが出現した。このピークは、さらに加熱温度を上げると、加熱温度が820℃のときに消失した。この結果より、4GPaの圧力下で、混合物を820℃に加熱すると、BiMnO3は融解することがわかった。
【0052】
【発明の効果】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、以上のように、B23とH3BO3とをフラックスとして用い、上記B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を3GPa以上の圧力下で融解するフラックス混合融解工程と、上記融解によって生じた融解生成物を上記圧力下で徐冷する徐冷工程とを含む構成である。
【0053】
それゆえ、B23とH3BO3とをフラックスとして用い、B23およびH3BO3と、Bi23と、Mn23との混合物を融解することで、BiMnO3を結晶として得ることができる。また、融解時に、フラックスとして用いたB23とH3BO3との反応によってB23と水分(H2O)とが生じる。このB23と水分とによって、例えばカプセルの材料である金あるいは白金と、Bi23のビスマス(Bi)とが反応する温度よりも、Bi23とMn23との融点を低くすることができる。したがって、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを融解させることができる。そして、融解によって生じた融解生成物(融液)を徐冷することで、BiMnO3を結晶として安定に得ることができる。また、フラックスとして用いるB23とH3BO3との量を調整することで、水分量を正確にコントロールしながらBi23とMn23との融点を下げることができるという効果を奏する。
【0054】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、以上のように、上記Bi23とMn23との融点を800℃以下にする構成である。
【0055】
それゆえ、B23とH3BO3とを用いて融点を800℃以下にすることで、カプセルを溶かすことなく、Bi23とMn23とを効率よく融解させることができるという効果を奏する。
【0056】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、以上のように、上記Bi23と上記Mn23との合計量を100モル%としたとき、上記B23を10モル%〜10000モル%の範囲内で用いるとともに、上記H3BO3を10モル%〜10000モル%の範囲内で用いる構成である。
【0057】
それゆえ、B23とH3BO3とをそれぞれ上記範囲内で用いることで、BiMnO3の結晶を効率よく得ることができるという効果を奏する。
【0058】
本発明のBiMnO3結晶の合成方法は、以上のように、上記徐冷工程においては上記融解生成物の温度が600℃以下になるまで徐冷する構成である。
【0059】
それゆえ、融解生成物の温度が600℃以下になるまで徐冷することで、BiMnO3の結晶をより効率よく得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた結晶のX線回折振動を示す図である。
【図2】実施例1で得られた結晶の等温磁化曲線を示すグラフである。
【図3】実施例1で得られた結晶の0.5Tの磁場における磁化率温度変化を示すグラフである。
【図4】実施例9で得られた混合物のX線回折パターンである。
【図5】比較例1で得られた混合物のX線回折パターンである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to synthetic methods and BiMnO 3 composition for crystal synthesis BiMnO 3 crystals.
[0002]
[Prior art]
Ferromagnetic ferroelectrics that have both properties of ferromagnetism and ferroelectricity are expected to become devices that can control magnetism with an electric field, and conversely, control dielectric properties with a magnetic field. Further, since the ferromagnetic ferroelectric material has the second-order nonlinear optical effect exhibited by the ferroelectric material, it can be used as an optical switch whose characteristics can be controlled by a magnetic field. Unfortunately, however, materials that become ferromagnetic ferroelectrics are very rare because magnetism and dielectric properties are generally incompatible.
[0003]
By the way, for example, T. Atou et al, J. Solid State Chem. 145 (1999) 639 discloses that BiMnO 3 is a ferromagnetic material having a transition point at 110K. Further, for example, R Seshadri and NA Hill, Chem . Mater. 13 (2001) in 2892, and the theoretical calculation of BiMnO 3, by a measurement of the preliminary dielectric constant using BiMnO 3 powder, transition BiMnO 3 is a 773K It is disclosed that it is a ferroelectric with temperature. Based on these, it is suggested that BiMnO 3 is likely to be one of ferromagnetic ferroelectrics.
[0004]
Conventionally, a method of synthesizing BiMnO 3 by a solid phase reaction between Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 under a high pressure of 3 GPa is known. In this method, in order to protect from the reducing atmosphere created by the heater, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are sealed in a capsule made of gold (Au) or platinum (Pt) and then subjected to high-temperature and high-pressure treatment. BiMnO 3 is synthesized by the above. According to this method, BiMnO 3 is obtained in the form of a powder sintered body. A method of obtaining a BiMnO 3 thin film using an excimer laser ablation method is disclosed in E. Ohshima et al, Solid State Communications 116 (2000) 73.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of synthesizing BiMnO 3 has a problem that BiMnO 3 cannot be obtained as a bulk (bulk) crystal that is not a thin film.
[0006]
For example, VA Bokov et al., Soviet Phys. Solid Chem. 1409 (1970) discloses a method for obtaining BiMnO 3 as crystals from a melt of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 under normal pressure. ing. However, as described in H. Chiba et al., Journal of Solid State Chemistry 132, 139-143 (1997), this method stably obtains BiMnO 3 crystals due to poor reproducibility. I can't.
[0007]
BiMnO 3 crystals are obtained by melting Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 at 950 ° C. or higher in the conventional method of synthesizing BiMnO 3 under a high pressure of 3 GPa, and resulting molten product (melt). It is thought that it can be obtained by slow cooling. However, in this case, before Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are melted, in other words, at a temperature lower than the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 , gold or platinum as the material of the capsule is used. And Bi 2 O 3 bismuth (Bi) react to dissolve the capsule. Therefore, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 cannot be melted, so that BiMnO 3 crystals cannot be obtained.
[0008]
The present invention has been made in view of the above conventional problems, a method of synthesizing the purpose BiMnO 3 crystal can be obtained stably BiMnO 3 as crystals, as well as providing BiMnO 3 composition for crystal synthesis There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention uses B 2 O 3 and H 3 BO 3 as fluxes in order to solve the above problems, and the B 2 O 3 and H 3 BO 3 and Bi 2 O 3 are used. And a flux mixing and melting step in which a mixture of Mn 2 O 3 is melted under a pressure of 3 GPa or more, and a slow cooling step in which the molten product generated by the melting is slowly cooled under the pressure. Yes.
[0010]
According to the above configuration, using B 2 O 3 and H 3 BO 3 as a flux, melting a mixture of B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 in the time of melting, B 2 O 3 and water by reaction of B 2 O 3 and H 3 BO 3 was used as a flux (H 2 O) and results. The melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is higher than the temperature at which, for example, gold or platinum, which is a capsule material, reacts with bismuth (Bi) of Bi 2 O 3 due to this B 2 O 3 and moisture. Can be lowered. Therefore, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be melted without dissolving the capsule. The melt product produced by the melting (melt) by slow cooling, can be obtained stably BiMnO 3 as crystals. Further, by adjusting the amounts of B 2 O 3 and H 3 BO 3 used as the flux, the melting points of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be lowered while accurately controlling the water content.
[0011]
The BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention is characterized in that the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 800 ° C. or lower in order to solve the above-mentioned problems.
[0012]
According to the above configuration, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be efficiently melted without melting the capsule by adding B 2 O 3 and H 3 BO 3 to a melting point of 800 ° C. or lower. Can be made.
[0013]
The method of synthesizing BiMnO 3 crystals of the present invention, in order to solve the above problems, when the total amount of the Bi 2 O 3 and the Mn 2 O 3 as 100 mol%, the B 2 O 3 10 mol The H 3 BO 3 is used in the range of 10 mol% to 10000 mol%.
[0014]
According to the above structure, B 2 O 3 and H 3 BO 3 and respectively with the use in the above-mentioned range, it is possible to efficiently obtain crystals BiMnO 3.
[0015]
The BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention is characterized in that, in order to solve the above-mentioned problems, in the slow cooling step, the molten product is gradually cooled until the temperature of the molten product becomes 600 ° C. or lower.
[0016]
According to the above configuration, since the temperature of the melt product is gradually cooled until 600 ° C. or less, it can be obtained more efficiently crystals BiMnO 3.
[0017]
The composition for synthesizing BiMnO 3 crystal of the present invention is characterized by comprising B 2 O 3 , H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 .
[0019]
In the composition for synthesizing BiMnO 3 crystal of the present invention, when the total amount of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 100 mol%, the B 2 O 3 is 10 mol% to 10000 mol%. Within the range, the H 3 BO 3 is preferably in the range of 10 mol% to 10000 mol%.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention (hereinafter simply referred to as “the present synthesis method”) uses B 2 O 3 and H 3 BO 3 as fluxes, B 2 O 3 and H 3 BO 3 , and Bi 2. and O 3, mixtures and flux mixture melting step of melting under a pressure of more than 3GPa of the Mn 2 O 3, a melt product produced by the melt in a configuration that includes a slow cooling step of slow cooling under the pressure is there.
[0022]
Also in this synthesis method, the synthesis is performed under a pressure of 3 GPa or more, as in the conventional synthesis method of BiMnO 3 . This is because the BiMnO 3 phase does not exist under a pressure of less than 3 GPa. Further, when Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are melted, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are made of gold to protect Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 from the reducing atmosphere created by the heater. The capsule is made of (Au) or platinum (Pt). In this synthesis method, B 2 O 3 and H 3 BO 3 are further used as flux. Therefore, B 2 O 3 and H 3 BO 3 are also enclosed in the capsule, and B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are mixed to form a mixture, Melt. The melt product produced by the melting (melt) by slow cooling, can be obtained BiMnO 3 as crystals.
[0023]
Thus, in this synthesis method, a mixture of B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is melted using B 2 O 3 and H 3 BO 3 as flux. By doing so, B 2 O 3 and moisture (H 2 O) are generated by the reaction between B 2 O 3 and H 3 BO 3 used as a flux during melting. The melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is higher than the temperature at which gold or platinum, which is the material of the capsule, reacts with bismuth (Bi) of Bi 2 O 3 due to the B 2 O 3 and moisture. Becomes lower. Therefore, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be melted without dissolving the capsule. The melt product produced by the melting (melt) by slow cooling, can be obtained stably BiMnO 3 as crystals. Further, by adjusting the amounts of B 2 O 3 and H 3 BO 3 used as the flux, the melting points of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be lowered while accurately controlling the water content.
[0024]
At this time, it is more preferable that the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 800 ° C. or lower. By setting the melting point to 800 ° C. or less, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be efficiently melted without dissolving the capsule.
[0025]
In this synthesis method, the pressure in the flux mixing and melting step and the slow cooling step may be 3 GPa or more, but more preferably 4.5 GPa or more. However, since it is technically difficult to generate a pressure exceeding 6 GPa, the upper limit of the pressure is more preferably 6 GPa.
[0026]
B 2 O 3 , H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 , and Mn 2 O 3 used in this synthesis method are not particularly limited, and for example, a commercially available powdered product may be used.
[0027]
Further, the amounts of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 are not particularly limited, and may be appropriately set as necessary. The ratio of Mn 2 O 3 for Bi 2 O 3 is not particularly limited, may be appropriately set as needed, to perform a flux mixture melting process efficiently, at least Bi 2 O 3 It is more preferable to use 1 mol or more of Mn 2 O 3 with respect to 1 mol.
[0028]
B 2 O 3 used as flux, the total amount of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 (hereinafter, together with Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 as "the main raw material") with respect to 100 mole% More preferably, it is used within the range of 10 mol% to 10000 mol%, and more preferably within the range of 50 mol% to 500 mol%. By setting B 2 O 3 to be used within the above range, BiMnO 3 crystals can be obtained efficiently. When the lower limit value of B 2 O 3 used for 100 mol% of the main raw material is less than 10 mol%, the melting points of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 cannot be lowered sufficiently. Bi 2 O 3 Bi and the capsule may react to cause the capsule to melt. The main when raw material used for the 100 mole% upper limit of B 2 O 3 exceeds 10000 mole percent, would be the amount of B 2 O 3 is too large for the main raw material, as a result, obtained BiMnO 3 The amount of crystals may be reduced.
[0029]
Further, H 3 BO 3 used as flux, the main raw material 100 mol%, more preferably used in the range of 10 mole% 10,000 mol%, be used within the scope of 50 mol% to 500 mol% Is more preferable. By setting H 3 BO 3 to be used within the above range, BiMnO 3 crystals can be obtained efficiently. When the lower limit value of H 3 BO 3 used for 100 mol% of the main raw material is less than 10 mol%, the melting points of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 cannot be lowered sufficiently. Bi 2 O 3 Bi and the capsule may react to cause the capsule to melt. On the other hand, when the upper limit value of H 3 BO 3 used with respect to 100 mol% of the main raw material exceeds 10,000 mol%, the amount of H 3 BO 3 with respect to the main raw material is too large. As a result, BiMnO 3 obtained The amount of crystals may be reduced.
[0030]
In the flux mixing and melting step, the lower limit value of the heating temperature when melting the flux and the main raw material is not particularly limited as long as it is a temperature at which the mixture can be completely melted to obtain a molten product. When the heating temperature is too low, no melting product is produced, and as a result, BiMnO 3 crystals cannot be obtained. The upper limit of the heating temperature is preferably 850 ° C. When the heating temperature exceeds the upper limit value, Bi 2 O 3 Bi reacts with the capsule before the melted product is formed, and the capsule may melt, which is not preferable.
[0031]
Moreover, in order to melt a mixture, it is more preferable to maintain the said heating temperature for 10 minutes or more. Thereby, the mixture can be completely melted.
[0032]
In the slow cooling step, the molten product (melt) is gradually cooled under the above pressure until BiMnO 3 crystals are obtained. The slow cooling rate may be, for example, in the range of 10 ° C./hour to 33 ° C./hour. Thereby, the molten product can be efficiently cooled slowly. The slow cooling method is not particularly limited, but a method of slow cooling by gradually lowering the heating temperature by the heater is more preferable. BiMnO 3 crystals can be efficiently obtained by sufficiently slowly cooling the molten product. At this time, it is more preferable to slowly cool the molten product until the temperature of the melted product is at least 600 ° C. or less, since BiMnO 3 crystals can be obtained more efficiently.
[0033]
As described above, according to this synthesis method, BiMnO 3 can be obtained as crystals. Moreover, since the obtained crystal is 0.1 mm square or more, it is possible to evaluate a device using this crystal.
[0034]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these.
[0035]
1. Synthesis of BiMnO 3 crystal [Example 1]
0.9 moles of B 2 O 3 and 0.2 moles of H 3 BO 3 , 1 mole of Bi 2 O 3 , and 1 mole of Mn 2 O 3 were mixed using an agate mortar and the mixture Got. Next, the mixture was sealed in a platinum capsule, and the mixture was heated at 800 ° C. for 10 minutes under a pressure of 4 GPa using a cubic anvil type high pressure generator to obtain a molten product. After completion of the heating, the molten product was gradually cooled to 500 ° C. over 10 hours under the same pressure. Then, the mixture was further allowed to cool, the pressure was released after the molten product reached room temperature, and the molten product was taken out. Since the obtained melted product contains a flux, the melted product was washed with distilled water and ethanol and dried, and then crystals were taken out from the melted product. Using a microscope, a well-shaped cubic crystal was selected, and an X-ray diffraction experiment was performed on the obtained crystal. The result is shown in FIG.
[0036]
FIG. 1 shows the X-ray diffraction vibration of the obtained crystal. From the figure, the lattice constants of the obtained crystals were indexed by monoclinic crystals with a = 9.5800Å, b = 5.629Å, c = 9.895Å, β = 1100.548 °. This lattice constant was in good agreement with the lattice constant of BiMnO 3 disclosed in T. Atou et al., Journal of Solid State Chemistry 145, 639 (1999).
[0037]
Next, the magnetic susceptibility of the crystal when the magnetic field applied to the crystal was changed at temperatures of 5K, 100K, and 150K was examined. The result is shown in FIG. Further, the magnetic susceptibility of the crystal with respect to temperature change when a magnetic field of 0.5 T was applied to the crystal was examined. The result is shown in FIG. The isothermal magnetization curve shown in FIG. 2 and the susceptibility temperature change shown in FIG. 3 showed good agreement with the known isothermal magnetization curve and susceptibility temperature change of the known BiMnO 3 powder sintered body, respectively. From the above results, it was confirmed that the obtained crystal was BiMnO 3 .
[0038]
[Example 2]
Crystals were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was heated to 800 ° C. and immediately subjected to a slow cooling step. Then, when the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined, it was confirmed that the obtained crystal was BiMnO 3 .
[0039]
Example 3
Crystals were obtained in the same manner as in Example 2 except that the molten product was gradually cooled over 6 hours. Then, when the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined, it was confirmed that the obtained crystal was BiMnO 3 .
[0040]
Example 4
0.88 mol of B 2 O 3 and 0.24 mol of H 3 BO 3 , 1 mol of Bi 2 O 3 and 1 mol of Mn 2 O 3 were mixed using an agate mortar, and the mixture Got. Next, the mixture was sealed in a platinum capsule, and the mixture was heated at 850 ° C. for 10 minutes under a pressure of 4 GPa using a cubic anvil type high pressure generator to obtain a molten product. After completion of the heating, the molten product was gradually cooled to 600 ° C. over 10 hours under the same pressure. Then, the mixture was further allowed to cool, the pressure was released after the molten product reached room temperature, and the molten product was taken out. In the same manner as in Example 1, after washing and drying the molten product, the crystal was taken out from the molten product, and the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined. Was confirmed to be BiMnO 3 .
[0041]
Example 5
2.6 / 3 moles of B 2 O 3 and 0.8 / 3 moles of H 3 BO 3 , 1 mole of Bi 2 O 3 and 1 mole of Mn 2 O 3 using an agate mortar Mix to obtain a mixture. Next, the mixture was sealed in a platinum capsule, and the mixture was heated at 800 ° C. for 10 minutes under a pressure of 4 GPa using a cubic anvil type high-pressure generator to obtain a molten product. After completion of the heating, the molten product was gradually cooled to 600 ° C. over 12.5 hours under the same pressure. Then, the mixture was further allowed to cool, the pressure was released after the molten product reached room temperature, and the molten product was taken out. In the same manner as in Example 1, after washing and drying the molten product, the crystal was taken out from the molten product, and the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined. Was confirmed to be BiMnO 3 .
[0042]
Example 6
Crystals were obtained in the same manner as in Example 5 except that the molten product was gradually cooled over 10 hours. And when the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined, it was confirmed that the obtained crystal was BiMnO 3 .
[0043]
Example 7
2.5 / 3 moles of B 2 O 3 and 1/3 moles of H 3 BO 3 , 1 mole of Bi 2 O 3 , and 1 mole of Mn 2 O 3 were mixed using an agate mortar. A mixture was obtained. Next, the mixture was sealed in a platinum capsule, and the mixture was heated at 850 ° C. for 10 minutes under a pressure of 5 GPa using a cubic anvil type high pressure generator to obtain a molten product. After completion of the heating, the molten product was gradually cooled to 600 ° C. over 10 hours under the same pressure. Then, it was further allowed to cool, the pressure was released after the molten product reached room temperature, and the molten product was taken out. In the same manner as in Example 1, after washing and drying the molten product, the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined from the molten product. As a result, the obtained crystal was BiMnO 3 . It was confirmed that there was.
[0044]
Example 8
0.8 moles of B 2 O 3 and 0.4 moles of H 3 BO 3 , 1 mole of Bi 2 O 3 and 1 mole of Mn 2 O 3 were mixed using an agate mortar, Got. Next, the mixture was sealed in a platinum capsule, and the mixture was heated at 790 ° C. for 10 minutes under a pressure of 4 GPa using a cubic anvil type high pressure generator to obtain a molten product. After completion of the heating, the molten product was gradually cooled to 600 ° C. over 19 hours under the same pressure. Then, it was further allowed to cool, the pressure was released after the molten product reached room temperature, and the molten product was taken out. In the same manner as in Example 1, after washing and drying the molten product, the crystal was taken out from the molten product, and the X-ray diffraction experiment of the crystal and the magnetic susceptibility of the crystal were examined. Was confirmed to be BiMnO 3 .
[0045]
2. Examples and Comparative Examples are shown below BiMnO 3 melting point of the crystal, by using the B 2 O 3 and H 3 BO 3, it was confirmed that the melting point of BiMnO 3 decreases.
[0046]
Example 9
2.6 / 3 moles of B 2 O 3 and 0.8 / 3 moles of H 3 BO 3 , 1 mole of Bi 2 O 3 and 1 mole of Mn 2 O 3 using an agate mortar Mix to obtain a mixture. Next, an X-ray diffraction pattern when the mixture was heated under the pressure shown in Table 1 was examined by an energy dispersion method using white X-rays. The result is shown in FIG.
[0047]
[Table 1]
Figure 0004034139
[0048]
As shown in FIG. 4, the peak width of the diffraction pattern increases as the high pressure region is reached. This is because the crystallites (fine particles) contained in the mixture are distorted by pressurization. When the pressure was 4 GPa and the heating temperature was 550 ° C., a new diffraction peak appeared with an energy near 72 eV. This peak disappeared when the heating temperature was 740 ° C. when the heating temperature was further increased. From this result, it was found that when the mixture was heated to 740 ° C. under a pressure of 4 GPa, BiMnO 3 was melted.
[0049]
[Comparative Example 1]
1 mol of B 2 O 3 , 1 mol of Bi 2 O 3 and 1 mol of Mn 2 O 3 were mixed using an agate mortar to obtain a mixture. Next, the X-ray diffraction pattern when the mixture was heated under the pressure shown in Table 2 was examined by an energy dispersion method using white X-rays. The result is shown in FIG.
[0050]
[Table 2]
Figure 0004034139
[0051]
As shown in FIG. 5, the peak width of the diffraction pattern increases as the high pressure region is reached. This is because the crystallites (fine particles) contained in the mixture are distorted by pressurization. When the pressure was 4 GPa and the heating temperature was 700 ° C., a new diffraction peak appeared at an energy near 67 eV. This peak disappeared when the heating temperature was 820 ° C. when the heating temperature was further increased. From this result, it was found that when the mixture was heated to 820 ° C. under a pressure of 4 GPa, BiMnO 3 was melted.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the method of synthesizing the BiMnO 3 crystal of the present invention uses B 2 O 3 and H 3 BO 3 as fluxes, and uses the above B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 , and Mn. The composition includes a flux mixing and melting step in which a mixture with 2 O 3 is melted under a pressure of 3 GPa or more, and a slow cooling step in which the molten product generated by the melting is gradually cooled under the pressure.
[0053]
Therefore, by using B 2 O 3 and H 3 BO 3 as fluxes and melting a mixture of B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 , BiMnO 3 Can be obtained as crystals. Further, at the time of melting, B 2 O 3 and water by reaction of B 2 O 3 and H 3 BO 3 was used as a flux (H 2 O) and results. The melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is higher than the temperature at which, for example, gold or platinum, which is a capsule material, reacts with bismuth (Bi) of Bi 2 O 3 due to this B 2 O 3 and moisture. Can be lowered. Therefore, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be melted without dissolving the capsule. The melt product produced by the melting (melt) by slow cooling, can be obtained stably BiMnO 3 as crystals. Further, by adjusting the amounts of B 2 O 3 and H 3 BO 3 used as fluxes, the effect that the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be lowered while accurately controlling the amount of water. Play.
[0054]
As described above, the BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention has a configuration in which the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 800 ° C. or lower.
[0055]
Therefore, Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 can be efficiently melted without melting the capsule by using B 2 O 3 and H 3 BO 3 to have a melting point of 800 ° C. or lower. There is an effect.
[0056]
In the BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention, as described above, when the total amount of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 100 mol%, the B 2 O 3 is 10 mol% to 10000. In addition to being used in the range of mol%, the H 3 BO 3 is used in the range of 10 mol% to 10000 mol%.
[0057]
Therefore, by using B 2 O 3 and H 3 BO 3 within the above ranges, there is an effect that BiMnO 3 crystals can be obtained efficiently.
[0058]
As described above, the BiMnO 3 crystal synthesis method of the present invention is configured to gradually cool until the temperature of the molten product is 600 ° C. or lower in the slow cooling step.
[0059]
Therefore, by slowly cooling the melted product until the temperature of the melted product becomes 600 ° C. or lower, there is an effect that BiMnO 3 crystals can be obtained more efficiently.
[Brief description of the drawings]
1 is a diagram showing X-ray diffraction vibrations of a crystal obtained in Example 1. FIG.
2 is a graph showing an isothermal magnetization curve of the crystal obtained in Example 1. FIG.
3 is a graph showing changes in magnetic susceptibility temperature in a magnetic field of 0.5 T of the crystal obtained in Example 1. FIG.
4 is an X-ray diffraction pattern of the mixture obtained in Example 9. FIG.
5 is an X-ray diffraction pattern of the mixture obtained in Comparative Example 1. FIG.

Claims (6)

とHBOとをフラックスとして用い、
上記BおよびHBOと、Biと、Mnとの混合物を3GPa以上の圧力下で融解するフラックス混合融解工程と、
上記融解によって生じた融解生成物を上記圧力下で徐冷する徐冷工程とを含むことを特徴とするBiMnO結晶の合成方法。
B 2 O 3 and H 3 BO 3 are used as fluxes,
A flux mixing and melting step of melting the mixture of B 2 O 3 and H 3 BO 3 , Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 under a pressure of 3 GPa or more;
A method of synthesizing BiMnO 3 crystal, comprising a slow cooling step of slowly cooling the melted product generated by the melting under the pressure.
上記BiとMnとの融点を800℃以下にすることを特徴とする請求項1に記載のBiMnO結晶の合成方法。The method for synthesizing BiMnO 3 crystals according to claim 1, wherein the melting point of Bi 2 O 3 and Mn 2 O 3 is 800 ° C or lower. 上記Biと上記Mnとの合計量を100モル%としたとき、上記Bを10モル%〜10000モル%の範囲内で用いるとともに、上記HBOを10モル%〜10000モル%の範囲内で用いることを特徴とする請求項1または2に記載のBiMnO結晶の合成方法。When the total amount of the Bi 2 O 3 and the Mn 2 O 3 is 100 mol%, the B 2 O 3 is used within a range of 10 mol% to 10000 mol%, and the H 3 BO 3 is 10 The method for synthesizing BiMnO 3 crystal according to claim 1 or 2, wherein the method is used within a range of from mol% to 10,000 mol%. 上記徐冷工程においては上記融解生成物の温度が600℃以下になるまで徐冷することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のBiMnO結晶の合成方法。The method for synthesizing BiMnO 3 crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein in the slow cooling step, the molten product is gradually cooled until the temperature of the molten product becomes 600 ° C or lower. B 2 O 3 、H, H 3 BOBO 3 、Bi, Bi 2 O 3 およびMnAnd Mn 2 O 3 からなることを特徴とするBiMnOBiMnO characterized by comprising 3 結晶合成用の組成物。Composition for crystal synthesis. 上記BiBi 2 O 3 と上記MnAnd the above Mn 2 O 3 との合計量を100モル%としたとき、上記BWhen the total amount is 100 mol%, the above B 2 O 3 は10モル%〜10000モル%の範囲内であり、上記HIs in the range of 10 mol% to 10000 mol%, and the above H 3 BOBO 3 は10モル%〜10000モル%の範囲内であることを特徴とする請求項5に記載の組成物。The composition according to claim 5, wherein is in the range of 10 mol% to 10000 mol%.
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