专利名称：含二价铕的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及式为EuCu3M4O12的组合物，其中M选自Ge、Ti和Sn，和它们的混合物。
背景技术：
使用介电材料提高电容为人们所熟知，并长期得到应用。过去，电容器电介质分成两类。第一类电介质具有相对温度无关的介电常数，但介电常数值低，例如5-10。材料如电瓷和云母属于这类。第二类电介质具有高介电常数，例如1000或更高，但它们与频率非常相关。一个例子是钛酸钡BaTiO3。
由于电容与介电常数成比例，因此需要高介电常数材料。为了在电子电路中表现可接受性，电介质必须具有表现出最小频率相关性的介电常数。还希望电介质的损耗因子应尽可能小。
日本专利2528117 B2公开了式为(M1)x(M2)y(M3)zOw的超导材料，其中M1为B、Al、Ga、In、Tl、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu；M2为BE、Mg、CA、Sr、Ba、Ra、Sn或Pb；M3为Cu；和x、y、z和w代表相应组成元素的摩尔比。
但是，已发现其它含铕组合物能很好地作为电介质。
发明概述本发明提供式为EuCu3M4O12的组合物，其中M选自Ge、Ti和Sn，和它们的混合物。该组合物具有高介电常数，和1kHz-1MHz频率范围内的低损耗，并尤其适用作电子器件中的电容器，该电子器件如相转移器、匹配网络、振荡器、滤波器、谐振器和天线，包括叉指和三层电容器、共面波导和微波传输带。本发明还包括由这种组合物制造的电容器，由这种电容器制造的电子器件，和使用这种组合物制造电容器。
发明详述本发明的组合物可描述为EuCu3M4O12，其中M选自Ge、Ti和Sn，和它们的混合物。这些组合物具有能在需要高介电常数、最小频率相关性和低损耗的电子器件中提供优点的介电性质。
可通过以下方法合成本发明的组合物。按照化学计量比称量适量的原料氧化物EuO、CuO和TiO2或SnO2或GeO2，并在玛瑙研钵中充分混合。代表性实施例中使用的原料克数示于表1。在氩气气氛中于约700℃下煅烧原料的混合粉末大约12小时。重新研磨粉末，并装填到金套管中，在四面顶压力机中在约60kbar压力下于约1000℃下加热约1小时。在这两个步骤中，温度从室温匀升的速度为约200℃/小时，从反应温度到室温即约20℃的冷却速度为约150℃/小时。
本发明的组合物为单相材料，并以立方钙钛矿相关的Im3结构结晶。
可在本发明组合物的盘状样品上进行介电测量。用细粒度砂或砂纸抛光盘状样品的面。在面上涂银粉漆电极，并在约70-100℃下干燥。可使用Hewlett-Packard 4275A和4284A LCR桥在约25℃温度下和约1kKz到约1MHz的频率范围内通过两端法进行电容和介电损耗测量。从桥可直接读出电容(C)和耗散因子。用下面的关系式由以皮法计的测量电容(C)计算介电常数(K)K＝(100Ct)/(8.854A)，其中t为盘状样品的厚度，cm，A为电极的面积，cm2。
通过如下文所述的一系列实施例说明本发明的有益效果。以本发明实施方案为基础的实施例只是说明性的，并不限制本发明的范围。
实施例1-3。使用下面的方法制备组合物EuCu3M4O12，其中M为Ge、Ti和/或Sn。对于每个实施例，按照化学计量比称量适量的原料氧化物EuO、CuO和TiO2或SnO2或GeO2，并在玛瑙研钵中充分混合。使用的原料克数示于表1。
表1
在氩气气氛中于约700℃下煅烧原料的混合粉末大约12小时。重新研磨粉末，并装填到金套管中，在四面顶压力机(tetrahedrai anvilpress)中在约60kbar压力下于约1000℃下加热约1小时。在这两个步骤中，温度从室温匀升的速度为约200℃/小时，从反应温度到室温即约20℃的冷却速度为约150℃/小时。
用Siemens D5000衍射仪记录X-射线粉末衍射图形。数据表明所有样品以立方钙钛矿相关的Im3结构结晶。测得的晶格参数列于表2。
表2
抛光盘状样品(3mm直径和2mm厚)产生平的均匀表面，并用银粉漆作为电极。在约70-100℃下干燥带漆的样品过夜。使用HP-4284A LCR计在室温下和约1kKz到约1MHz的频率范围内进行电容和损耗角正切测量。介电常数高，损耗因子低。在约25℃下测量的实施例1-3的样品在约103Hz-约106Hz的频率范围内介电常数(K)和损耗因子(Tanδ)的变化示于表3。在3个数量级的频率数量变化范围内，介电常数和损耗因子具有最小的频率相关性。
表权利要求
1.一种式为EuCu3M4O12的组合物，其中M选自Ge、Ti、Sn和它们的混合物。
2.根据权利要求1的组合物，其中M为Ge。
3.根据权利要求1的组合物，其中M为Ti。
4.根据权利要求1的组合物，其中M为Sn。
5.根据权利要求1的组合物，其中M为Ge、Ti和Sn的混合物。
6.一种包括介电材料的电容器，其中所述介电材料由式为EuCu3M4O12的组合物构成，其中M选自Ge、Ti、Sn和它们的混合物。
7.根据权利要求1的电容器，其中M为Ge。
8.根据权利要求1的电容器，其中M为Ti。
9.根据权利要求1的电容器，其中M为Sn。
10.根据权利要求1的电容器，其中M为Ge、Ti和Sn的混合物。
11.一种包括具有介电材料的电容器的电子器件，其中所述介电材料由式为EuCu3M4O12的组合物构成，其中M选自Ge、Ti、Sn和它们的混合物。
12.根据权利要求1的电子器件，其中M为Ge。
13.根据权利要求1的电子器件，其中M为Ti。
14.根据权利要求1的电子器件，其中M为Sn。
15.根据权利要求1的电子器件，其中M为Ge、Ti和Sn的混合物。
16.一种制造电容器的方法，包括(a)提供介电材料，其中所述介电材料由式为EuCu3M4O12的组合物构成，其中M选自Ge、Ti、Sn和它们的混合物；和(b)由介电材料制造电容器。
17.根据权利要求1的方法，其中M为Ge。
18.根据权利要求1的方法，其中M为Ti。
19.根据权利要求1的方法，其中M为Sn。
20.根据权利要求1的方法，其中M为Ge、Ti和Sn的混合物。
全文摘要
本发明提供式为EuCu
文档编号H01G4/12GK1714414SQ200380103634
公开日2005年12月28日 申请日期2003年11月19日 优先权日2002年11月19日
发明者M·A·苏布拉马尼安 申请人:纳幕尔杜邦公司