鉄を含む複合硫化物の電磁気的性質と電子構造の研究

含铁复合硫化物电磁性能及电子结构研究

基本信息

批准号：
07750757
负责人：
小俣孝久
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750757/
关键词：
硫化鉄電気伝導性熱起電力

项目摘要

La_2Fe_2S_5良質試料の合成を検討した。合成方法は次であり、主に溶融および焼結温度の影響を研究した。(1)出発原料はLa_2S_3およびFeSとした。これらをLa_2Fe_2S_5組成に坪量しめのう乳鉢で混合。(2)混合粉を油拡散ポンプにより10^<-4>Torr以下に排気した石英ガラス管中に封入。(3)電気炉を用いて800〜1200℃で焼結および溶融。(3)の溶融および焼結操作では1100℃以上で溶解し、La_2Fe_2S_5相とLaFeS_<3-δ>相および未同定相が生成した。1100℃未満では、複雑なX線回折パターンを持つ未同定相が生成し、La_2Fe_2S_5相は得られなかった。1100,1125,1150,1175および1200℃の各温度で溶融し、その温度からの急冷および徐冷を行ったが、La_2Fe_2S_5相の単相は得られなかった。また、原料中の硫黄を化学量論組成より1%,2%および5%過剰に添加した原料を出発として同様の操作を行ったが、単相は得られなかった。粉末X線回折図形より、目的物質であるLa_2Fe_2S_5相が最も多く生成した条件は次であった。硫黄過剰添加量1%,1200℃,4h溶融後室温まで急冷。この操作で得られた試料について、4端子法による直流電気伝導度および熱起電力を測定した。室温での伝導度は2.4×10^<-2>Scm^<-1>であり、その温度依存性は半導体的であった。伝導の活性化エネルギーは約0.2eVであった。熱起電力の符号が正であったことから、この物質はp型の半導体であることがわかった。これらのことをまとめて、La_2Fe_2S_5の電子構造は、伝導帯底部を構成するFe3d軌道よりも価電子帯上部を構成するS3p軌道の逆格子空間における分散が大きいと考察した。

研究了高质量La_2Fe_2S_5样品的合成。合成方法如下，主要研究了熔化温度和烧结温度的影响。 (1)起始原料为La_2S_3和FeS。将它们在定量玛瑙研钵中混合成La_2Fe_2S_5的组合物。 (2)将混合粉末密封在石英玻璃管中，使用油扩散泵将其抽真空至10 ^ -4 Torr以下。 (3)采用电炉在800-1200℃下烧结熔化。在熔化和烧结操作(3)中，它在1100℃以上熔化，产生La_2Fe_2S_5相、LaFeS_<3-δ>相和不明相。在1100℃以下，形成具有复杂X射线衍射图案的不明相，并且没有得到La_2Fe_2S_5相。它在1100、1125、1150、1175和1200℃温度下熔化，并从这些温度快速和缓慢冷却，但无法获得单一的La_2Fe_2S_5相。另外，从硫含量比化学计量组成多1%、2%和5%的原料开始进行类似的操作，但没有获得单相。由粉末X射线衍射图可知，目标物La_2Fe_2S_5相的生成量最大的条件如下。硫添加过量：1%，在1200℃熔化4小时，然后快速冷却至室温。使用四端子法测量通过该操作获得的样品的直流电导率和热电动势。室温下的电导率为2.4×10^-2Scm^-1，其温度依赖性类似于半导体。传导的活化能约为0.2 eV。由于热电动势的符号为正，因此发现该材料是p型半导体。综上所述，我们认为，在La_2Fe_2S_5的电子结构中，构成价带上部的S3p轨道在倒晶格空间的色散大于构成价带底部的Fe3d轨道的色散。导带的一部分。