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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112663142A(43)申请公布日2021.04.16(21)申请号202011415856.7(22)申请日2020.12.04(71)申请人广东省科学院半导体研究所地址510651广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人吴枚霞梁锡辉王君君胡金花黄钦许平王巧林丹陈志涛(74)专利代理机构北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)11400代理人李彬彬陈莉娥(51)Int.Cl.C30B29/22(2006.01)C30B13/22(2006.01)C30B28/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称Ruddlesden-Popper型锰氧化物单晶及其制备方法(57)摘要本发明公开一种Ruddlesden‑Popper(简称RP)型锰氧化物单晶及其制备方法,该制备方法包括以下步骤:步骤S1,制备条状RP型锰氧化物多晶料棒;步骤S2,将籽晶和条状RP型锰氧化物多晶料棒置于浮区熔融炉中,以激光作为加热源,在籽晶端结晶获得RP型锰氧化物单晶。由于激光作为加热源,可以实现对籽晶和条状RP型锰氧化物多晶料棒的局部快速加热;且由于激光加热具有更大的温度梯度,更均匀的温度分布,降低了出现组分过冷的可能性,保证熔区和整个生长过程的稳定性,使得制备大尺寸RP型锰氧化物单晶成为可能。CN112663142ACN112663142A权利要求书1/2页1.Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:制备条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒;步骤S2:将籽晶和所述条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒置于浮区熔融炉中,以激光作为加热源,在所述籽晶端结晶获得Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶。2.根据权利要求1所述的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,在获得Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的过程中,所述籽晶和条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒以相反方向相对彼此转动,并以同方向同速率相对激光加热源移动。3.根据权利要求2所述的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,所述Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的生长条件设置为:条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒以15r/min‑30r/min的转速转动;籽晶以20r/min‑30r/min的转速转动;Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的生长速度为2mm/h‑6mm/h;用于生长所述Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的激光的加热功率为200W‑300W;所述浮区熔融炉中的氧压为0.6MPa‑0.87MPa。4.根据权利要求1至3任意一项所述的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,所述条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒通过以下方法制备得到:步骤S11:将研磨混合好的原料经过反复煅烧加工处理,制得Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶粉末;步骤S12:再将所述Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶粉末压制成条状料棒后进行煅烧,得到条状Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶料棒。5.根据权利要求4所述的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,煅烧加工处理包括压制成型、煅烧、破碎和研磨混合依次进行的工艺步骤,其中,所述煅烧加工处理中的煅烧工艺的温度条件为每一次煅烧的温度比前一次煅烧的温度高,且步骤S12中对压制成的条状料棒的煅烧温度与最后一次煅烧加工处理中的煅烧工艺的温度相同。6.根据权利要求5所述的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的制备方法,其特征在于,制得的Ruddlesden‑Popper型锰氧化物单晶的化学组成通式为An+1MnnO3n+1,其中,A位为钙离子,n=1或3;所述将研磨混合好的原料经过反复煅烧加工处理,制得Ruddlesden‑Popper型锰氧化物多晶粉末包括以下步骤:步骤S111:将研磨混合好的锰氧化物原料粉料压制成第一块体,在900℃‑1000℃下初次煅烧8h‑12h后,经过破碎和研磨混合,压制成第二块体;步骤S112:将第二块体在1100℃‑1200℃下进行第二次煅烧8h‑12h后,经过破碎和研磨混合,压制成第三块体;步骤S113:将第三块体在1300℃‑1380℃下进行第三次煅烧8h‑10h,将经过煅烧的第三块体破碎后研磨成粉末,制得Ruddlesden‑Popper型锰氧