[發(fā)明專利]一種B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO3 薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310539468.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103626236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談國(guó)強(qiáng);董國(guó)華;羅洋洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G49/00
• 分類號(hào): C01G49/00;C04B35/26;C04B35/624
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將硝酸鉍、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳按1.05:[(0.92～0.98)-x]:（0.02～0.08）:x的摩爾比溶于由乙二醇甲醚和醋酸酐混合而成的混合液中，然后攪拌均勻，得到BiFeO₃前驅(qū)液；BiFeO₃前驅(qū)液中總的金屬離子濃度為0.1～0.5mol/L；x=0.01～0.03；

2）將BiFeO₃前驅(qū)液旋涂在FTO/glass基片上制備濕膜，將濕膜于180～260℃烘烤得干膜，然后在550℃快速退火10～15min，得到晶態(tài)BiFeO₃薄膜；

3）待晶態(tài)BiFeO₃薄膜冷卻后，再重復(fù)步驟2）使晶態(tài)BiFeO₃薄膜達(dá)到所需厚度，即得B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的制備方法，其特征在于：所述的步驟1）混合液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為（1:1）～（4:1）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的制備方法，其特征在于：所述的步驟1）中硝酸鉍、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳的摩爾比為1.05:（0.96-x）:0.04:x。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的制備方法，其特征在于：所述的步驟1）中將BiFeO₃前驅(qū)液旋涂在FTO/glass基片上前，BiFeO₃前驅(qū)液靜置24～32h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的制備方法，其特征在于：所述的步驟2）中濕膜的烘烤時(shí)間為5～10min。

6.一種采用權(quán)利要求3所述的制備方法制備的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜，其特征在于：該B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜的化學(xué)組分為BiFe_0.96-xMn_0.04Ni_xO₃，x=0.01～0.03，具有扭曲鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，為六方結(jié)構(gòu)，R3c和R3m空間群共存狀態(tài)，剩余極化值Pr>100μC/cm²，在350kV/cm的電場(chǎng)下漏電流密度在10^-5A/cm²以下。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜，其特征在于：x=0.01，該B位Mn和Ni共摻雜高剩余極化強(qiáng)度的BiFeO₃薄膜晶粒尺寸在60～90nm。