• 鈦酸鍶

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    鈦酸鍶

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    鍶酸鈦是鍶和鈦的氧化物,化學式為SrTiO3。 在室溫下,它是一種具有鈦礦結構的中心對稱順電材料。 在低溫下,它接近鐵電相變,具有非常大的介電常數 ~104,但由于量子漲落而在測量到的最低溫度下仍保持順電,使其成為量子順電。 長期以來,它一直被認為是一種完全人造的材料,直到 1982 年,它的天然對應物——在西伯利亞發現并命名為 tausonite——才被 IMA 認可。 陶森石在自然界中仍然是一種極其稀有的礦物,以非常小的晶體形式出現。 它最重要的應用是合成形式,偶爾會在精密光學器件、變阻器和高級陶瓷中作為金剛石仿制品出現。

    為紀念俄羅斯地球化學家列夫·弗拉基米羅維奇·陶森 (Lev Vladimirovich Tauson, 1917–1989),命名為 tausonite。 合成產品的廢棄商品名稱包括中鈦酸鍶、Diagem 和 Marvelite。 該產品目前以 Fabulite 的名稱銷售用于珠寶。 除了薩哈共和國穆倫地塊的典型產地外,在巴拉圭康塞普西翁省的 Cerro Sarambi 也發現了天然的橄欖石; 以及日本本州的小瀧河沿岸。

    屬性

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    SrTiO3 在半導體的典型范圍內具有 3.25 eV 的間接帶隙和 3.75 eV 的直接帶隙。合成鈦酸鍶在室溫和低電場下具有非常大的介電常數(300)。 對于非常純的晶體,它的電阻率超過 109 Ω-cm。 也用于高壓電容器。 通過摻雜引入移動載流子導致費米液態金屬行為已經在非常低的載流子密度下發生。在高電子密度下,鈦酸鍶在 0.35 K 以下變得超導,并且是xxx個被發現具有超導性的絕緣體和氧化物。

    珍珠酸鈦比鉆石更致密(天然比重 4.88,合成比重 5.13)和更軟(合成莫氏硬度 5.5,天然比重 6-6.5)。 它的晶體系統是立方體,其折射率(2.410——用鈉光測量,589.3 nm)幾乎與鉆石相同(2.417),但色散(造成切割寶石火彩的光學特性) 鈦酸鍶是金剛石的 4.3 倍,為 0.190(B-G 區間)。 與 YAG、GAG、GGG、立方氧化鋯莫桑石等鉆石和鉆石仿制品相比,這會產生令人震驚的火彩。

    合成材料通常是透明無色的,但可以摻雜某些稀土過渡金屬以產生紅色、黃色、棕色和藍色。 天然的褐煤通常是半透明到不透明的,呈紅棕色、深紅色或灰色。 兩者都具有金剛石(類金剛石)光澤。 鈦酸鈦被認為非常脆,有貝殼斷口; 天然材料常呈立方或八面體,條紋呈棕色。 通過手持式(直視)光譜儀,摻雜的合成材料將呈現出典型的摻雜寶石的豐富吸收光譜。 合成材料的熔點為 ca。 2080 °C (3776 °F),很容易被氟酸腐蝕。 在極低的氧分壓下,鈦酸鍶通過鍶的不一致升華分解,遠低于熔化溫度。

    在低于 105 K 的溫度下,其立方結構轉變為四方結構。 其單晶可用作光學窗口和高質量的濺射沉積靶材。

    SrTiO3 是外延生長高溫超導體和許多氧化物基薄膜的優良襯底。 它作為鋁酸鑭-鈦酸鍶界面生長的基材而廣為人知。

    鈦酸鍶

    用鈮摻雜鈦酸鍶使其具有導電性,是用于生長鈣鈦礦氧化物的xxx可商購的導電單晶基板之一。 其 3.905? 的體晶格參數使其適合作為許多其他氧化物生長的基材,包括稀土亞錳酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鑭 (LaAlO3)、釕酸鍶 (SrRuO3) 等。 氧空位在 SrTiO3 晶體和薄膜中相當普遍。 氧空位在材料的導帶中誘導自由電子,使其更具導電性和不透明性。 這些空位可能是由于暴露于還原條件下引起的,例如高溫下的高真空。

    高質量的外延 SrTiO3 層也可以在硅上生長而不形成二氧化硅,從而使 SrTiO3 成為一種替代柵極電介質材料。 這也使得其他薄膜鈣鈦礦氧化物能夠集成到硅上。

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