置换了金属原子的金属单晶的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种置换了金属原子的金属单晶，更详细地说，在电气性能优异的金 属中掺杂与其不同种类的金属元素后使其生长成混合结晶而得以形成一种金属单晶，该金 属单晶是电气性能优于原金属的混合结晶。
【背景技术】
[0002] 一般来说，金属是一种电气性能与热性能优良的导体。其中银和铜的导电率远远 高于其它金属而使得人们在很久以前就对其进行了很多研宄，在产业上也得到了很多应 用。然而，纯金属（puremetal)虽然具备优异的电气性能却因为较软而较难适用于其它应 用领域。金属合金（metalalloy)却能够解决该问题。
[0003] 金属合金虽然具备了强度，但其电气性能却劣于纯金属。
[0004] 而且金属合金中还存在着需要改善电气特性的物质。一般为了改善用来生成强磁 场的比特尔磁铁（Bittermagnet)等物质的较低电气特性，而对其调整纯度或进行冷滚乳 (coldworking)等处理，来试图同时改善电气特性与力学特性。
[0005] 而且，现有技术中已经公开了为了改善物质的物理、化学性能使混合单晶生长的 技术。韩国专利公开号10-1990-0012851中已经揭示了 "混合结晶的生长方法"。
[0006] 上述现有技术以氧化性多成分系的熔融体生长混合结晶，该混合结晶则具备了各 自具有不同数量的相邻氧离子的至少2个晶格位置，均匀的结晶以选择下列阳离子的形态 生长。该阳离子趋向于占据具备最多相邻氧离子的第一晶格位置后，占据具备第二多相邻 氧离子的第二晶格位置。上述选择方式使得第一晶格位置上阳离子的结合长度与第二晶格 位置上的阳离子的结合长度之比介于〇. 7至1. 5范围内，以此方式形成具备多成分的混合 结晶。
[0007] 其它现有技术还有韩国专利公开号10-2005-0030601中揭示的"铁镓氧化物混合 结晶的结晶制备方法"。
[0008] 上述现有技术涉及铁镓氧化物混合结晶的结晶制备方法，该方法包括以下两个阶 段：第一阶段中将分别由Ga2_xFex03构成的多个材料棒（bar)配置于上部位置及下部位置； 第二阶段中根据浮区恪融（floatingzonemelting)法使用位于共焦点（confocal)区的 热源在气体环境下加热上述材料棒的末端，在配置于上部位置及下部位置并且由Ga2_xFex03 构成的材料棒的末端之间形成悬浮熔融区，从而形成具备斜方晶系（orthorhombic)结晶 结构的Ga2_xFex03单晶。这是氧化物系混合结晶形态。
[0009] 作为另一个现有技术，韩国专利公开号10-2010-0119782中揭示了 "具有混晶结 构的复合化合物"。
[0010] 上述现有技术涉及一种混晶结构的复合化合物，该混晶化合物具备通式 LiA-yBy(X04)b/McNd (A为包括Fe、Mn、Ni、V、Co及Ti在内元素周期表中的第一行过渡金属； B为选自？6、]?11、附、￥、&)、11、]\%、0&、(：11、吣、21'及稀土金属的金属3为选自？、51、5、￥和 Ge中的元素；M为选自元素周期表中IA族、IIA族、IIIA族、IVA族、VA族、IIIB族、IVB族 和VB族中的金属；N选自 0、N、H、S、S04、P04、0H、C1、F;且 0〈a彡 1，0 彡y彡 0? 5,0〈b彡 1， 0〈c< 4以及0〈d< 6)，其由具备混晶结构的复合化合物构成，用于锂离子二次电池的阴极 材料。
[0011] 但上述现有技术是由具备多成分的氧化物系化合物或复合化合物构成的内容，其 完全没有尝试在纯金属元素中掺杂金属元素后使其生长成混合金属单晶以改善电气性能 等。
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的技术课题
[0013] 因此本发明旨在解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种置换了金属 原子的金属单晶。在电气性能优异的金属中掺杂与其不同种类的金属元素后使其生长成混 合结晶而得以形成一种金属单晶，该金属单晶是电气性能优于原金属的混合结晶。
[0014] 用于解决课题的技术方案
[0015] 为了达到上述目的，本发明的置换了金属原子的金属单晶的技术要旨在于，在A 金属元素中掺杂不同于上述A金属元素的其它金属元素B后形成AgBx物质，然后利用高温 熔融法以其形成混合单晶，A金属是银、铜、铂、金中的一个元素，B金属是银、铜、铂、金中的 一个元素，x则满足0. 01彡x彡0. 09。
[0016] 在此，优选地，上述A金属是银而上述B金属则是铜。
[0017] 而且，优选地，上述高温恪融法是切克劳斯基法（Czochralskimethod)。
[0018] 凭此，在电气性能优异的金属中掺杂与其不同种类的金属元素后生长成混合结晶 而得以形成一种金属单晶，该金属单晶是电气性能优于原金属的混合结晶。
[0019] 发明效果
[0020] 如前所述地构成的本发明在电气性能优异的金属中掺杂与其不同种类的金属元 素后使其生长成混合结晶而得以形成一种金属单晶，该金属单晶则是电气性能优于原金属 并且强度也优异的混合结晶。
【附图说明】
[0021] 图1为示出电子与晶格之间的散射所导致的比电阻变化的图。
[0022] 图2为示出根据本发明的实施例2形成的金属单晶的照片及结构分析的图。
[0023] 图3为示出根据本发明的实施例及比较例形成的金属单晶的比电阻的图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图详细说明本发明的较佳实施例。
[0025] 图1示出了电子与晶格之间的散射所导致的比电阻变化，图2示出了根据本发明 的实施例2形成的金属单晶的照片及结构分析图，图3示出了凭借本发明的实施例及比较 例形成的金属单晶的比电阻。
[0026] 如图所示，本发明的置换了金属原子的金属单晶在电气性能优异的金属中掺杂与 其不同种类的金属元素后使其生长成混合结晶而得以形成一种金属单晶，该金属单晶则是 电气性能优于原金属并且强度也优异的混合结晶，下面详细说明其理论背景及具体实施 例。
[0027] -般块体金属的比电阻通常是电子与晶格集体振动即声子（phonon)的散射、与 物质内部的原子缺陷、与位错晶界等的散射影响之和。
[0028] 其中，金属比电阻主要起源于电子与物质晶格的声子之间的散射，电子-声子的 散射所导致的电阻则随着温度而改变。在金属中温度降低时声子激励会跟着减少并且使得 其与电子的散射减少，从而导致比电阻降低。与此相反地，温度增加时声子激励也跟着增加 而使得其与电子的散射也增加，从而导致比电阻增加。
[0029] 基于杂质等因素的比电阻则远小于电子-声子散射所导致的比电阻，在常温附近 时由于几乎没有影响而通常予以忽略，但是在极低温附近时，与包含杂质等因素在内的缺 陷的散射所造成的影响则会开始显现出来。
[0030] 通过声子与-电子的散射作用所发生的比电阻则由作为众所周知的 Bloch-Gruneisen式的下列数学式1予以明确地表示。
[0031] 数学式1
[0032]
[0033] 上述式中，
【主权项】
1. 一种置换了金属原子的金属单晶，其特征在于， 在A金属元素中掺杂不同于上述A金属元素的其它金属元素B后形成AgBx物质，然后 利用高温熔融法以其形成混合单晶，其中， A金属是银、铜、铂、金中的一个元素， B金属是银、铜、铂、金中的一个元素， X则满足 0.01 <X< 0.09。
2. 根据权利要求1所述的置换了金属原子的金属单晶，其特征在于， 上述A金属是银而上述B金属则是铜。
3. 根据权利要求1所述的置换了金属原子的金属单晶，其特征在于， 上述高温熔融法是切克劳斯基法。
【专利摘要】本发明涉及一种置换了金属原子的金属单晶，该置换了金属原子的金属单晶的技术要旨在于，在A金属元素中掺杂不同于上述A金属元素的其它金属元素B后形成A1-XBX物质，然后利用高温熔融法以其形成混合单晶，A金属是银、铜、铂、金中的一个元素，B金属是银、铜、铂、金中的一个元素，x则满足0.01≤x≤0.09。凭此，在电气性能优异的金属中掺杂与其不同种类的金属元素后生长成混合结晶而得以形成一种金属单晶，该金属单晶是电气性能优于原金属的混合结晶。
【IPC分类】C30B15-00, C30B29-52, C30B29-02
【公开号】CN104781457
【申请号】CN201380058885
【发明人】郑世泳, 金智泳, 曹永灿, 朴相彦, 曹彩龙
【申请人】釜山大学校产学协力团
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年9月17日
【公告号】WO2014046447A1