RU2673870C1 - Магниторезистивный сплав на основе висмута - Google Patents
Магниторезистивный сплав на основе висмута Download PDFInfo
- Publication number
- RU2673870C1 RU2673870C1 RU2018108158A RU2018108158A RU2673870C1 RU 2673870 C1 RU2673870 C1 RU 2673870C1 RU 2018108158 A RU2018108158 A RU 2018108158A RU 2018108158 A RU2018108158 A RU 2018108158A RU 2673870 C1 RU2673870 C1 RU 2673870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bismuth
- alloy
- tellurium
- antimony
- alloys
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сплавам на основе висмута, которые могут быть использованы для изготовления датчиков контрольно-измерительной аппаратуры, например датчиков Холла. Сплав на основе висмута содержит, мас. %: сурьма 5,1437216-5,7737629, теллур 0,0000006-0,0003188, висмут – остальное. Сплав характеризуется высокими значениями магнитосопротивления в температурном диапазоне 90-300 К. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к сплавам на основе висмута, содержащих сурьму и теллур, предназначенных для изготовления датчиков контрольно-измерительной аппаратуры измерения магнитных полей, магнитотермоэлектрических преобразователей энергии и других электронных приборов, использующих в своей работе высокое значение магнитосопротивления.
Известны сплавы на основе висмута, обладающие достаточно высокими значениями магнитосопротивления в температурном диапазоне 90-300 К.
К таким сплавам относятся:
- сплав на основе висмута, содержащий сурьму 1,6 мас. (Bi0.096Sb0.04), обладающий высоким магнитосопротивлением (МС) [1];
- магнитотермоэлектрический сплав на основе висмута, содержащий сурьму 4,436-4,7107 мас., теллур 0,00054-0,00066 мас.%, висмут остальное [2],
- гальванотермомагнитный сплав на основе висмута, содержащий сурьму 0,58-2,98 мас., олово 0,00002 - 0,00012 мас., висмут остальное [3].
Наиболее близким по своему составу к предложенному сплаву является магниторезистивный сплав на основе висмута, содержащий мас. сурьму 9,3388-9,3393; олово 0,000050-0,000070; висмут остальное [4].
Однако недостатком сплава является низкое магнитосопротивление (МС) в области температур 90-300 К и магнитных полях до 1.15 Тл.
Технической задачей изобретения является повышение МС сплава на основе висмута.
Техническим результатом является создание сплава для изготовления эффективных датчиков контрольно-измерительной аппаратуры.
Поставленные техническая задача и технический результат достигаются в результате того, что в сплав на основе висмута, содержащий сурьму, дополнительно вводят теллур при следующем содержании компонентов, мас.%:
Сурьма: 5,1437216-5,7737629
Теллур: 0,0000006-0,0003188
Висмут: остальное.
Пример реализации изобретения.
В качестве основы предлагаемого сплава был взят известный двухкомпонентный сплав на основе висмута, содержащий сурьму 5,1437216-5,7737629 мас. В этот сплав был введен третий компонент - теллур в количестве 0,0000006-0,0003188 мас.
Таким образом, существенным отличительным признаком заявляемого сплава является наличие в нем в качестве третьего компонента теллура.
В результате введения теллура было достигнуто повышение МС предлагаемого сплава, по сравнению с известным.
Для измерения МС предлагаемого сплава методом вытягивания из расплава по Чохральскому были получены монокристаллы следующих составов, приведенные в таблице 1.
При получении монокристаллов использовали висмут марки Ви-0000, предварительно прошедший капельную очистку в вакууме, сурьмы ОСЧ-18-4 и теллур Т-В4. Кристаллы выращивали в атмосфере гелия особой чистоты. После выращивания монокристаллов из них вырезались на электроискровом станке образцы в форме параллелепипеда размерами 3×4×15 мм3 таким образом, чтобы их большее ребро было параллельно тригональной оси, а второе по величине - бинарной оси элементарной ячейки. МС измеряли в криостате специальной конструкции двухзондовым методом в магнитных полях 0,1-1,15 Тл. Ток направляли вдоль тригональной оси, а магнитной поле - перпендикулярно бинарной оси.
МС определяли как отношение разности сопротивлений в магнитном поле ρ(В) и без магнитного поля ρ (0) к сопротивлению без магнитного поля в процентах
Величины максимальных значений МС предлагаемого сплава и известного сплава при температуре 90 К в магнитном поле приведены в таблице 2.
Из данных таблицы 2 следует, что все составы предлагаемого сплава имеют более высокие значения МС, чем МС известного сплава.
Нижний предел концентрации сурьмы в предлагаемом сплаве (5,1437216 мас.) определяется тем, что при меньшем ее содержании в сплаве увеличение МС не наблюдается в сравнении с предлагаемым сплавом вследствие снижения энергетического зазора запрещенной зоны. Верхний предел концентрации сурьмы в предлагаемом сплаве (5,7737629 мас.) определяется тем, что МС уменьшается в сравнении с предлагаемым сплавом из-за ухудшения совершенства структуры монокристаллов.
Выбор предельных концентраций теллура в предлагаемом сплаве связан тем, что добавка теллура в количестве менее 0,0000006 мас. является минимальной, при которой обеспечивается достижение поставленной в предлагаемом изобретении цели повышение МС сплава на основе висмута, содержащих сурьму в количестве от 5,1437216 до 5,7737629 мас. включительно, а добавка теллура в количестве 0,0003188 является максимальной, при которой наблюдается не рост МС, а его снижение.
Влияние столь малых добавок теллура на МС монокристаллов сплавов на основе висмута, содержащих 5,1437216-5,7737629 мас. сурьмы, может быть связано с изменением зонной структуры, близкой с бесщелевому состоянию, при низких температурах. Известно, что такие сплавы называют (3Д) Дирак полуметаллами и в них наблюдается возрастание электрофизических свойств в магнитном поле.
Ослабление влияния теллура на МС сплавов висмут-сурьма при увеличении содержания в них сурьмы связано с тем, что увеличение ее содержания в сплавах сопровождается изменением энергетического зазора запрещенной зоны, снижающего влияние магнитного поля.
Особенности влияния теллура на МС в сплавах висмут-сурьма связано с изменением удельного электросопротивления и подвижности носителей тока при низких температурах, приводящих к бесщелевому состоянию зонной структуры.
Реализация предлагаемого сплава, обладающего более высоким МС по сравнению с известными сплавами, позволяет изготавливать из него контрольно-измерительную аппаратуру измерения магнитных полей, приборов для сверхвысоких частот и магнитотермоэлектрических преобразователей энергии, расширить область их применения в тех областях науки и техники, где к изделиям из монокристаллов сплавов висмута с сурьмой предъявляются требования высокого МС.
Источники информации
1. Yue, Z. J. Semimetal-semiconductor transition and giant linear magnetoresistances in three-dimensional Dirac semimetal Bi0.96Sb0.04 single crystals / Z.J. Yue, X. Wang, S.S. Yan. Applied Physics Letters. - 2015. - V.107. - 112101.
2. Авторское свидетельство СССР №513368 «Магнитотермоэлектрический сплав на основе висмута», МПК С22С 12/00, опубл. 25.06.76.
3. Патент РФ №2044092 «Гальваномагнитный сплав на основе висмута» МПК С22С 12/00, опубл. 20.09.1995.
4. Kozhemyakin G.N., Zayakin S.A. Magnetoresistance in doped Bi0.85Sb0.15 single crystals. Journal of Applied Physics. - 2017. - V. 122. - 205102.
Claims (2)
- Магниторезистивный сплав на основе висмута, содержащий сурьму, отличающийся тем, что он дополнительно содержит теллур при следующем содержании компонентов, мас.%:
-
Сурьма 5,1437216-5,7737629 Теллур 0,0000006-0,0003188 Висмут Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108158A RU2673870C1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Магниторезистивный сплав на основе висмута |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108158A RU2673870C1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Магниторезистивный сплав на основе висмута |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2673870C1 true RU2673870C1 (ru) | 2018-11-30 |
Family
ID=64603739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108158A RU2673870C1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Магниторезистивный сплав на основе висмута |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2673870C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU194528A1 (ru) * | 1966-01-10 | 1967-03-30 | Ю. Ф. Буткин, Н. А. Костромин, А. П. Садиков , А. Г. Щербина | Припой для пайки термоэлементов |
| SU511368A1 (ru) * | 1974-07-04 | 1976-04-25 | Институт Металлургии Имени А.А.Байкова | Магнитнотермоэлектрический сплав на основе висмута |
| US20160314945A1 (en) * | 2014-03-25 | 2016-10-27 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | SPUTTERING TARGET OF SINTERED Sb-Te-BASED ALLOY |
| JP2017107979A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電変換材料 |
| RU2644913C2 (ru) * | 2015-05-05 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный университет" (ОГУ) | Низкотемпературный термоэлектрик и способ его получения |
-
2018
- 2018-03-06 RU RU2018108158A patent/RU2673870C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU194528A1 (ru) * | 1966-01-10 | 1967-03-30 | Ю. Ф. Буткин, Н. А. Костромин, А. П. Садиков , А. Г. Щербина | Припой для пайки термоэлементов |
| SU511368A1 (ru) * | 1974-07-04 | 1976-04-25 | Институт Металлургии Имени А.А.Байкова | Магнитнотермоэлектрический сплав на основе висмута |
| US20160314945A1 (en) * | 2014-03-25 | 2016-10-27 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | SPUTTERING TARGET OF SINTERED Sb-Te-BASED ALLOY |
| RU2644913C2 (ru) * | 2015-05-05 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный университет" (ОГУ) | Низкотемпературный термоэлектрик и способ его получения |
| JP2017107979A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電変換材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feng et al. | Large linear magnetoresistance in Dirac semimetal Cd 3 As 2 with Fermi surfaces close to the Dirac points | |
| Khan et al. | Magnetostructural phase transitions in Ni50Mn25+ xSb25− x Heusler alloys | |
| Zhang et al. | Anomalous thermoelectric effects of ZrTe 5 in and beyond the quantum limit | |
| Chu et al. | Determination of the phase diagram of the electron-doped superconductor Ba (Fe 1− x Co x) 2 As 2 | |
| Fritzsche et al. | Electrical properties of p-type indium antimonide at low temperatures | |
| Prestigiacomo et al. | Hall effect and the magnetotransport properties of Co2MnSi1-xAlx Heusler alloys | |
| Bourgault et al. | Transport properties of thermoelectric Bi0. 5Sb1. 5Te3 and Bi2Te2. 7Se0. 3 thin films | |
| Zhu et al. | Nernst effect of a new iron-based superconductor LaO1− xFxFeAs | |
| RU2673870C1 (ru) | Магниторезистивный сплав на основе висмута | |
| Wang et al. | Thermally assisted flux flow and individual vortex pinning in Bi2Sr2Ca2Cu3O10 single crystals grown by the traveling solvent floating zone technique | |
| RU2686493C1 (ru) | Магниторезистивный сплав на основе висмута | |
| Giraldo-Gallo et al. | Inhomogeneous superconductivity in BaPb 1− x Bi x O 3 | |
| Thiel et al. | Temperature Dependence of Hyperfine Interactions in Near‐Stoichiometric FeS I. Experiment | |
| Qin et al. | Anomalous Hall effects in Co2FeSi Heusler compound films and Co2FeSi-Al2O3 granular films | |
| Dalakova et al. | Resistive properties of La 2− x Sr x CuO 4 low-dopped cuprates in the antiferromagnetic state at low temperatures | |
| Artamkin et al. | Transport and Magnetic Properties of Pb _1-x Mn _x Te Doped with Cr and Mo | |
| Condrea et al. | Quantum size effect in the resistivity of bismuth nanowires | |
| Mikhailin et al. | Peak-effect in the magnetization of a superconducting compound (Pb z Sn1–z) 0.84 In0. 16Te | |
| Vovk et al. | Temperature dependence of the pseudogap in Y 1− z Pr z Ba 2 Cu 3 O 7− δ single crystals | |
| Stankiewicz et al. | Anomalous Hall effect in Y 2 Fe 17− x Co x single crystals | |
| Kishore et al. | Temperature dependence of resistivity and Hall mobility in floating zone grown bulk silicon‐germanium alloys | |
| Nagat et al. | Temperature dependence of the electrical conductivity and hall effect of thallium gallium disulphide single crystals | |
| Jovovic et al. | High-temperature thermoelectric properties of Pb1-xSnxTe: In | |
| Požega et al. | PART I: WHAT MAKES A GOOD THERMOELECTRIC | |
| FUKUROI et al. | Electrical Properties of P-Type Indium-Antimonide |