稀土六硼化物的研究進展

許少文，賈帆豪，喬 磊，任 偉

(1. 上海大學 量子與分子結構國際研究中心，上海 200444) (2. 上海大學物理系，上海 200444)

1 前 言

在稀土硼化物家族(主要為RB2、RB4、R2B5、RB6、RB12和RB66等，其中R為稀土金屬元素，B為非金屬元素硼)中，稀土六硼化合物RB6是被廣泛研究的金屬間化合物之一。過去幾年，人們已經對RB6進行了詳細的研究，發現了很多有趣的新現象，包括拓撲絕緣體[1-3]、巨磁阻[4, 5]、金屬-絕緣體轉變[6-8]、重費米子行為[3]、高效熱電子發射能力[9-11]和超導[12-14]等。特別是，最近幾年的理論計算和許多實驗測量均在Kondo絕緣體六硼化釤(SmB6)中發現不尋常的金屬表面態和絕緣體狀態共存，在凝聚態物理前沿領域引起了廣泛興趣[15]。因此，RB6化合物得到了理論和實驗科研工作者的重視。

早期人們的關注點主要在RB6的合成工藝、方法、組成、結構、性能及其宏觀物理化學性質等，現在則重點研究新效應、新功能、新型復合材料以及RB6納米材料的合成與應用，而且逐步將理論研究和應用開發結合起來[15]。

本文擬對RB6的研究進展，特別是實驗制備和理論計算研究進展進行總結和展望。文中系統討論了RB6的結構及特性，簡要介紹了其制備方法，隨后對RB6，特別是SmB6、六硼化釓(GdB6)和六硼化銪(EuB6)3種稀土六硼化物的密度泛函理論(DFT)研究進展進行了總結。此外，還概述了RB6在各個領域的應用進展。最后，進行了總結和展望。

2 稀土六硼化物

2.1 稀土六硼化物的結構及特性

圖1 RB6晶體的幾何結構[17](R代表稀土元素，B指硼元素)Fig.1 The crystal structure of RB6[17], where R represents rare earth elements, and B indicates boron element

表1 稀土六硼化物的物理性質[19]

RB6具有多種獨特的物理性質，例如LaB6和CeB6具有較低的功函數，是優異的熱電子和場發射陰極材料。LaB6在0.45 K以下可變為超導體[12, 13]。CeB6表現出多種性質如超導、磁有序和重費米子(heavy Fermion)行為[3]。PrB6在低溫下具有反鐵磁行為[20]。NdB6不僅具有優異的場發射性能而且具有復雜的磁輸運特性[11, 21]。在低溫下，GdB6有兩個連續的反鐵磁相變[23]。在15 K左右時，EuB6經歷從半導體到半金屬的相變[6]。近年來，SmB6[3]和YbB6[24]作為拓撲絕緣體材料引起了相當大的關注和興趣。這種豐富的物理現象與晶體學的對稱性相結合，使RB6成為研究金屬間化合物電子性質和磁性能的理想模型體系。

此外，RB6電子結構[25]的理論研究表明，每個B八面體需要20個價電子才能穩定三維硼骨架。而6個B原子只貢獻18個價電子，所以缺失的兩個電子應該是由金屬原子貢獻。因此，可以預測，RB6的電學性質基本上取決于金屬原子的化合價。

2.2 稀土六硼化物的實驗制備方法

自1951年Lafferty[26]發現LaB6具有優異的熱發射性能以來，如何進一步制備高質量的RB6晶體并發掘其新奇性質一直是研究者們關注的熱點。目前，RB6單晶的制備技術已經比較成熟，尤其是在烏克蘭、日本、美國和中國等國家[15]。

早期，人們研究的興趣主要集中在RB6的合成工藝、制備方法、結構性能及其物理化學性質上。近年來，由于RB6納米材料被視為光子和電子應用中有前景的材料，RB6納米材料的合成與應用成為了備受關注的問題。21世紀初，Zhang[9, 27]和Brewer等[28]通過化學氣相沉積法制備了GdB6、LaB6和CeB6納米線；Xu等[29]首次用自催化法成功制備了EuB6納米線和納米管；Li等[30]首次研究了RB6(R=La, Ce, Pr, Nd和Sm)納米結構的固態合成和光學性質。總而言之，RB6納米線[9, 27-30]或納米棒(LaB6)[31]具有低的功函數和優異的場發射性質，有望被應用于高級電子場發射器。然而，人們對RB6納米結構的理解仍然非常有限，提高合成質量和進一步發掘其應用領域，依然是值得探索的問題。以下簡要歸納了幾種形態的RB6常用的制備方法。

2.2.1 單晶RB6的制備方法

RB6單晶不僅用途廣泛，而且使用壽命長。目前，國內外RB6單晶的制備主要有4種方法，即助熔劑法[32]、區熔法[33]、熔鹽電解法和氣相沉積法[34]。

助熔劑法是制備RB6單晶常用的方法之一。助熔劑通常有Al助熔劑[32]和稀土助熔劑兩種。Al助熔劑已經成功應用于整個RB6家族的實驗制備。Al助熔劑法的特點是設備及工藝簡單、操作方便，但制備的RB6單晶尺寸小，邊緣長度通常只有幾毫米，雜質含量較高，無法避免雜質Al的存在，且生產效率低，僅適用于生產小型針狀RB6陰極。

另一種常用的RB6單晶制備方法是區熔法。RB6材料具有非常高的熔化溫度(2773 K及以上)，因此需要使用氙弧燈(或者激光)來達到熔點。區熔法有很多不可替代的優點，如生產效率高，制備出的RB6單晶尺寸大、純度高、質量好。當然，區熔法也有其不可避免的缺點。比如，區熔法很適合制備大型耐火晶體，但陡峭的溫度梯度，使之很容易在熱應力下形成亞晶界。區熔法對區熔設備也有特別高的要求，在區熔過程中的技術控制難度很高。

此外，熔鹽電解法和氣相沉積法也是制備RB6單晶的可行方法。使用熔鹽電解法制備RB6單晶體的周期較長，且得到的單晶純度較低，容易混入其它雜質，所以熔鹽電解法常用來制備純度不高的小尺寸RB6單晶。而由于反應控制難度大、生長速度慢等原因，氣相沉積法主要用于RB6單晶薄膜或納米管的制備，制得的薄膜與基體間附著力較低，容易脫落，可能會限制RB6單晶的實際應用。

2.2.2 多晶RB6的制備方法

RB6多晶制備的關鍵環節是燒結。多晶RB6塊體材料的制備方法主要有熱壓燒結、放電等離子燒結(SPS)[19, 35, 36]等。

熱壓燒結是最常見的一種燒結方法。這種方法簡單易操作、成本低廉、技術成熟，可以得到晶粒細小、致密度高和機械、電學性能良好的產品。但是該工藝過程及設備復雜，所需的燒結溫度較高、燒結時間長、能耗大、生產成本高、生產效率低，只能制備形狀不太復雜的樣品。

為了克服RB6傳統燒結制備方法中的缺點，人們通常采用SPS法來制備高致密度、細晶粒的RB6多晶。該方法不僅降低了燒結溫度、提高了致密度，而且燒結快速，降低了燒結的難度。此外，SPS消耗的電能只是熱壓或熱等靜壓的1/3～1/5，是一種節能環保的材料制備技術。因此，采用SPS技術比采用常規燒結技術制備RB6多晶材料更有優勢[19]。

2.2.3 粉末RB6的制備方法

目前，用于工業化生產合成RB6粉末的方法主要有：硼熱還原法、碳熱還原法、自蔓延高溫合成(SHS)法和熔鹽電解法等[37]。其中，硼熱還原法和碳熱還原法是生產中常用的兩種方法。

硼熱還原法是用純硼還原RB6的化合物來制備RB6粉末的一種方法，這種方法的優點是可以制得純度較高的RB6粉末，缺點是高純度的硼粉價格昂貴，不適用于工業化大規模生產。

2.2.4 薄膜RB6的制備方法

目前，人們主要使用4種方法制備RB6薄膜，分別是分子束外延法[38]、電子束蒸發法、磁控濺射法和化學氣相沉積法。幾種方法各有優缺點，一般認為電子束蒸發法制備的RB6薄膜成膜均勻，制備過程對基底的要求低，易于制備大面積、均勻性好的RB6薄膜。

2.2.5 納米RB6的制備方法

用于合成RB6納米材料最常見的3種方法分別為：化學氣相沉積、固態反應和高溫自生壓力下的反應(RAPET)[9, 27, 28]。其中，化學氣相沉積法是用于合成RB6納米材料較為成熟可靠的方法。

綜上所述：① 實際應用需要的RB6晶體產品因為制備困難、價格昂貴、尺寸小等問題導致它不能適應要求大尺寸、大發射面的場合。目前尚未掌握成熟的生產技術來合成大量的RB6多晶或單晶，且現有技術合成成本高、晶體質量差的問題依然存在。因此，需要開發更新的技術來獲得高致密度的RB6塊體樣品以適應工業化大生產。② SPS法是制備多晶RB6最優秀的方法之一。SPS升溫速度快、燒結溫度低、保溫時間短、燒結壓力高，由此可制得致密的細晶粒材料。使用這種方法不僅可以使樣品致密，還可以使晶粒保持在較小的尺寸范圍內，是粉末燒結法中最適合制備塊狀細小晶粒材料的方法。③ 納米材料具有很多超越傳統塊體材料的優勢，如更快的器件激活時間、緊湊性和可持續性[39]。研究RB6納米材料的制備技術以及其高端應用對科技發展也有重要意義。

2.3 稀土六硼化物的DFT研究

第一性原理密度泛函理論計算對于理解RB6體系的物理特性有巨大幫助，它在描述材料的幾何結構、電子結構、磁性結構等方面都取得了許多進展。從圖2a所示的DFT計算電子態密度圖中可以看出，在不引入RB6體系的f電子貢獻的情況下，所有體系都表現出明顯的金屬性[18]。總電子態密度(DOS)分布，除LaB6、EuB6和YbB6體系外，具有非常相似的特征。

觀察組患者住院期間壓瘡發生率2例（2.63%），低于常規組 7 例(9.21%)（χ2=3.887，P＜0.05）。

當考慮具有電子關聯效應的f軌道電子和自旋劈裂之后，不同體系的投影態密度(PDOS)會出現非常明顯的差異，如圖2b所示[40]。通過分析電子態的成分，可以發現費米能級附近主要由稀土元素的5d、4f軌道和B元素的2p軌道貢獻。除了LaB6體系，其它體系都具有部分占據的f軌道，這些f軌道的相對位置正是體系態密度差異的最大來源。在DFT計算中，f軌道的相對位置對用于修正庫倫排斥效應的HubbardU(U是電子之間的庫倫排斥作用的修正項)參數非常敏感，當計算考慮HubbardU效應時，占據態和非占據態的f軌道分布都會遠離費米面，對于占據態的f軌道，這一效應會更明顯。事實上，這些局域的占據態4f電子遠離費米面，因此很少參與電子發射，有效電子發射的主要貢獻者來自于d軌道和p軌道電子[41]。從電子能帶上可以看出，這些d軌道和p軌道電子具有較大的能帶色散關系，正好對應于實驗上測量稀土六硼化物的較高遷移率[42]。

圖2 RB6的總電子態密度：(a) R=La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu[18]；(b)R=Pr, Ce, La, Gd, Sm和Nd[40]Fig.2 Total electronic density of states of RB6: (a)R=La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu[18]; (b)R=Pr, Ce, La, Gd, Sm and Nd[40]

除了LaB6體系之外，其它RB6體系都具有明顯的4f電子強關聯特性，比如SmB6體系具有拓撲Kondo絕緣體特性。本文主要對SmB6，GdB6和EuB6的DFT計算結果進行系統總結。

2.3.1 六硼化釤(SmB6)

SmB6是典型的混合價態重費米子Kondo絕緣體。與傳統的d軌道金屬LaB6不同，SmB6含有部分填充的局域f電子能級，這些能級位于費米面附近且與d電子產生雜化，從而在低溫下出現一個窄帶隙的絕緣體態，通常這類絕緣體被稱為近藤Kondo絕緣體[43]。除此之外，SmB6也是重費米子體系，其費米能級附近的能帶電子的有效質量很大，是普通化合物的100倍。

早在1992年，Yanase和Harima[44]就開始了對SmB6的研究。他們用局域自旋密度近似(LSDA)，考慮自旋軌道耦合(SOC)效應，首次對該體系的能帶結構進行計算。計算發現如果不考慮4f能帶電子，SmB6的能帶結構與LaB6非常相似，但SmB6體系在費米能級附近具有約14 meV的能隙。隨后，Antonov等[45]用LSDA+U的方法計算了SmB6的能帶結構和光學性質，并且考慮了Sm正二價和正三價的情況，對應于X射線衍射實驗上可測得的Sm3+和Sm2+的比例為7∶3或6∶4[46]。雖然LSDA+U方法提升了對4f能級平均位置的描述，但仍然無法精確描述費米能級以下5 eV能量區域中占據的f軌道的態密度，且該方法依賴于U的選取。為此，Gmitra等[47]使用雜化泛函PBE0的方法對該體系的電子結構進行了計算，如圖3a所示。他們算得該體系f電子占據態和非占據態的間隙約為7 eV，與角分辨光電子譜實驗結果吻合。PBE0泛函可以較好地描述Sm的4f電子態，但是由于其在費米能級附近的局域化能帶在倒空間M點處向上彎曲并且達到最大值從而關閉能隙，因此PBE0方法對理解該體系中Kondo誘導的輸運性質還尚顯不足。盡管在理論和實驗上進行了30多年的努力，人們對該體系的理解仍然十分有限。

物理學家預言了拓撲 Kondo 絕緣體這類不同于傳統“金屬”和“絕緣體”的材料，其體內是有能隙的絕緣態，而表面則是無能隙的金屬態。這些存在于能隙中的金屬態是受拓撲或時間反演對稱性保護的，SmB6具有拓撲非平庸無能隙的表面態，其存在的強自旋軌道耦合作用是產生能帶反轉并打開能隙的重要原因。這些拓撲表面態具有線性色散關系，因此表現出較高的遷移率和不受非磁性雜質散射影響等特殊輸運性質。Kim等[48]基于DFT的能帶結構分析，研究了潛在的混合價拓撲絕緣體SmB6的表面態，隨后很多理論計算[2, 48-53]都在體材料能隙區域獲得了金屬表面態。SmB6中金屬表面態的存在已經得到了一系列實驗的證實[2, 50, 52, 54]。這些豐富的表面電子態和關聯效應使其在場發射應用方面有著較大的優勢，特別是將自旋軌道耦合效應引入進來。進一步細分，根據狄拉克點的數目可以將體系分為強拓撲絕緣體和弱拓撲絕緣體。對于強拓撲絕緣體，其狄拉克點數目為奇數，而弱拓撲絕緣體則為偶數或零。Takimoto[2]計算表明SmB6有3個狄拉克點，因此該體系為強拓撲絕緣體，如圖3b所示。反鐵磁有序會破壞時間反演對稱性，但是如果保持某些特定的對稱性，仍然可以歸類為Z2拓撲絕緣體[2]。最近的理論計算[55]表明， 在不加壓(0 GPa)時，SmB6體系為無磁狀態，加壓8 GPa后體系表現為A型反鐵磁態，因此SmB6體系可以作為反鐵磁拓撲體系的一個候選材料。

圖3 使用PBE0雜化泛函計算的SmB6的態密度，EF為費米能級，插圖為SmB6的晶體結構(a)[47]；SmB6的能帶結構圖，其中紅色代表5d電子的能帶，藍色表示4f電子的能帶，黑色表示其雜化狀態的能帶(b)[2]；SmB6的彈性常數C11,C12,C44，體模量(B)，剪切模量(G)和楊氏模量(E)隨著壓強(0～20 GPa)的變化關系(c)[57]Fig.3 Density of states of SmB6 calculated using PBE0 hybrid functional, the energy is measured with respect to the Fermi level EF, the inset shows the crystal structure of SmB6(a)[47]; Energy bands of 5d (red), 4f (blue) and hybridized states (black) (b)[2]; Calculated elastic constants C11, C12, C44, bulk modulus (B), shear modulus (G) and Young’s modulus (E) of SmB6 with the fitted lines from 0 to 20 GPa (c)[57]

當前SmB6在理論凝聚態物理領域仍廣受關注[49, 56]。以其可用作功能電子材料作為出發點，人們用DFT對SmB6的性質進行研究并報道了SmB6的力學、光學和電子學等性質[57, 58]，提供了SmB6材料設計和應用開發所需的理論數據。計算結果表明，SmB6具有半導體屬性且比較脆，它吸收近紅外光和可見光并且可被用作吸熱涂層，以保護物體免受太陽熱輻射。此外，Li等[57]利用DFT研究了極端條件下的SmB6體系性質，他們發現該體系的彈性系數對外部壓強具有強烈的響應(圖3c)，并且體系在5.5 GPa時候會出現絕緣體到金屬的相變。由于SmB6是混合價化合物，Sm離子的價態對壓力、溫度和摻雜非常敏感[1]。因此，壓力或其它條件誘導的價態變化、能隙的演化和磁有序等問題需要進一步的實驗和理論研究跟進。

2.3.2 六硼化釓(GdB6)

早在20世紀80年代，人們就從電阻率和磁力矩的研究中發現GdB6在奈爾溫度TN=15 K和T*=8 K會經歷兩個連續的反鐵磁相變[22]。由于Gd和B元素存在較高的中子吸收橫截面和復雜的電子和磁學性質，傳統的中子衍射方法很難研究這些相的磁結構，所以GdB6的反鐵磁基態一直是一個尚未解決的問題。Galera等[23]在1988年進行了X射線散射實驗，觀察到奈爾溫度TN和T*之間存在(0, 0,1/2)反射，在T

GdB6的DFT研究主要集中在鐵磁狀態的電子結構和光學性質上(圖4)[40, 62]。Li等[62]的DFT計算表明，GdB6是一種理想的近紅外吸收/反射材料，可用作具有高可見光透射率窗戶的太陽輻射屏蔽材料。計算結果表明，Gd的磁性4f電子與GdB6的重要光學性質無關。然而，以上研究既忽略了GdB6的反鐵磁本質，又沒有考慮電子關聯作用，使得結果有待進一步討論。Singh等[40]用LSDA +U的方法計算了鐵磁GdB6的電子結構和光學性質，并計算了該體系的反射率和光電導譜，但是從之前Gd2O3的研究中直接借鑒來的U值的可靠性值得進一步驗證。更重要的是，他們未考慮到GdB6的反鐵磁本質。Grechnev等[63]結合實驗用DFT就壓強對EuB6和GdB6的磁性能和電子結構的影響進行了研究。

圖4 利用密度泛函理論廣義梯度近似(GGA)方法得到的GdB6電子態密度(a)[62]；利用GGA+U方法得到的GdB6能帶結構，自旋向上和自旋向下的能帶分別用實線和虛線表示(b)[40]Fig.4 Spin-projected densities of states of GdB6 from DFT GGA method (a)[62]; Spin polarized band structure of GdB6, majority spin (solid lines) and minority spin (dotted lines) from GGA+U method (b)[40]

綜上可以發現，文獻中的DFT理論研究目前較少且不系統，特別是缺乏確定磁性基態研究。于是，作者課題組對GdB6進行了系統的DFT計算[64]。研究發現：4f電子態，結構性質和磁性對U值有顯著的依賴性。具體而言，當0 eV≤U≤3 eV時，該體系磁矩、體積和體模量值與實驗結果吻合很好，此時基態磁構型是C型反鐵磁，次基態為E型反鐵磁。E型反鐵磁和實驗上觀察到的(1/4, 1/4, 1/2)磁結構相吻合。然而，當5 eV≤U≤10 eV時，基態磁構型變成A型反鐵磁。因此，結合小U值范圍的DFT計算和先前的實驗，作者課題組認為可能確實存在比E-AFM更低能量的磁狀態，即C-AFM。這種C-AFM磁結構與散射實驗中觀測到(1/2, 1/2, 0)的磁結構一致。

2.3.3 六硼化銪(EuB6)

作為RB6家族中唯一的鐵磁半金屬，EuB6在自旋電子學等領域具有潛在的應用價值。EuB6的電子結構由于半填充的f軌道和其它RB6不同。Massidda[65]和Kune?[66]等分別用局域寬度近似(LDA)和LSDA+U的方法研究了該體系的電子能帶結構，發現體系在高對稱點X附近的導帶底和價帶頂出現重疊并表現為半金屬特征，這一理論預測被德哈斯-范阿爾芬通過實驗驗證[67]。之后，Kim等[68]也使用DFT計算結合非彈性X射線散射數據，再次表明低溫下的EuB6的確出現了部分自旋極化的半金屬特征。如圖5所示， 他們還發現該體系的自旋極化的電子結構表現出對柵極電壓、雙軸應變和外磁場的可調性，由此提出了EuB6自旋半金屬化(half-metal)的實現途徑。眾所周知，對于過渡金屬和稀土化合物等強關聯體系，簡單的LDA是不足以較好地描述能隙等重要物理量的。考慮到電子結構與磁的相互作用，Ghosh等[69]使用全電子方法計算該體系的光學和磁光性質，結果認為磁矩和自旋軌道耦合效應對于解釋該體系的磁光克爾效應(MOKE)是至關重要的。Shim等[70]用LDA+U的方法研究了壓強和摻雜對EuB6電子結構和磁結構的影響，發現與SmB6體系類似，壓力對電子結構和磁基態調節作用明顯。隨著壓力的增加，X點處的帶重疊增加，鐵磁相的穩定性增強。而電子摻雜可以增強Eu原子之間的鐵磁相互作用，相反地，空穴摻雜則會抑制鐵磁。Grechnev等[63]的DFT研究同樣得到了壓力使鐵磁相穩定性增強的結果。

對于EuB6體系的磁性來源，存在多種解釋且一直頗具爭議。實驗上，該體系在居里溫度Tc1=15.3 K和Tc2=12.5 K處發生鐵磁相變，自旋方向從與[100]方向平行轉變到與[111]方向同向[71]，其鐵磁相變伴隨有顯著的光學、電學和輸運性質的明顯變化。當磁矩沿[001]方向排列時，EuB6是一種拓撲型的nodal-line半金屬，當磁矩旋轉到[111]方向時，EuB6變為具有3對Weyl點的Weyl半金屬。有趣的是，當磁矩沿[110]方向時，nodal-line和Weyl點共存[72]。Cooley等[73]在加壓條件下(0～16.9 GPa)測量單晶EuB6從1.2至300 K溫度范圍內的電阻率，發現室溫電阻率隨著壓力的增加而急劇下降，同時鐵磁有序的轉變溫度也大大增強。因此，他們認為該體系鐵磁性是由局域Eu磁矩與非常稀少的傳導電子之間的RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida)相互作用所驅動產生的。不過，也有人認為其鐵磁相變來自于自旋重取向[70]或自旋密度的長波長調制[71]。Kune?等[66]認為用雙帶Kondo晶格模型描述EuB6的鐵磁起源問題可能更為合適。因此，EuB6的磁性來源仍然是一個值得研究的問題。

圖5 LDA+U (U=0.5 eV)方法計算的EuB6電子結構，藍色和紅色分別代表自旋向上和自旋向下(a)；每個原胞摻雜0.01電子情況下X點附近的能帶結構(b).施加柵極電壓可以將體系驅動到圖5a所示的半金屬狀態,類似地，應力(c)和外加磁場(d)可用于調控EuB6的電子結構[68]Fig.5 The metallic spin-majority and gapped spin-minority bands are colored blue and red, respectively (a); Band structures near the X point under 0.01 electron doping per formula unit， which represents the realistic band structure of our sample at low temperatures (b). Applied gate voltage could drive the system into the half-metallic state shown in Fig.5a, likewise, the effects of stress (c) and external magnetic field (d) can be used to tune the electronic structure of EuB6. All tick marks in (a～d) are at every 0.2 eV step[68]

3 稀土六硼化物的應用

RB6用途十分廣泛，已成功應用于雷達、航空航天、消費電子、儀表器械、核電等多個領域。例如，在軍事領域中，LaB6單晶是雷達中大功率電子管的首選陰極材料；在航空航天領域，用LaB6制成的耐高溫噴嘴和電子焊機被廣泛應用[74]；在消費電子領域，LaB6單晶可作為等離子體超薄型電視機顯像管的陰極材料[15]；在醫療環保領域里，具有強近紅外輻射吸收的GdB6納米顆粒可應用于透明隔熱窗、癌癥光熱治療[75-78]；在器械儀表領域，LaB6可作為大功率電子管的陰極材料[15]，被廣泛用于等離子體發生器、強流離子源、電子顯微鏡、質譜儀、電子器件(真空規管、熱電離變換器等)以及一些需要獲得精密可控電子束的微細加工設備中[19, 79]；在核電領域，SmB6和GdB6可用于反應堆中的輻射防護屏和控制棒中[80]。

4 結 語

如今，RB6材料已經應用到了很多高科技領域，其廣泛應用的重要性不可低估。本文總結了RB6的制備方法，著重討論了RB6家族中SmB6，EuB6和GdB6表現出的新奇物理性質。特別是近年來，SmB6作為拓撲絕緣體的提出為推動量子材料的研發注入了活力。此外，由于含稀土元素的化合物往往會表現新奇的電學和磁學性質，所以對拓撲Kondo絕緣體的研究有望獲得豐富的研究成果。因此，繼續探索RB6體系中新奇的物理性質是一個有趣而重要的課題。