[發(fā)明專利]一種Bi1-xDyxFeO3 低漏電流薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310714220.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN103693694A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談國強(qiáng);晏霞
• 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
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種Bi_1-xDy_xFeO₃低漏電流薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

作為一種典型的單相多鐵性材料，BiFeO₃（BFO）是少數(shù)室溫下同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性的材料之一，由于BiFeO₃具有高于室溫的鐵電居里溫度（T_C～1023K）和反鐵磁尼爾溫度（T_N～643K），在信息存儲(chǔ)、自旋電子器件、圖像顯示、熱釋電效應(yīng)、非制冷紅外焦平面陣列小型化集成電子器件等方面有廣泛的應(yīng)用前景，從而掀起了人們的研究熱潮。

目前用于制備BiFeO₃薄膜的方法有很多，有化學(xué)氣相沉積法(CVD)、磁控濺射法(rf?magnetron?sputtering)、金屬有機(jī)物沉積法(MOD)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)、液相沉積法（LPD）、分子束外延法(MBE)、脈沖激光沉積法(PLD)、溶膠-凝膠法(Sol-Gel)等。然而，純相BFO薄膜在室溫下的漏電流較大，得到的電滯回線矩形度較差，因而不能滿足器件應(yīng)用上的要求。因此，BFO薄膜的漏電抑制工作到目前為止是國際鐵電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)BFO薄膜進(jìn)行摻雜改性是降低其漏電流的一種最有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Bi_1-xDy_xFeO₃低漏電流薄膜及其制備方法，該方法設(shè)備要求簡單，實(shí)驗(yàn)條件容易達(dá)到，制備的薄膜均勻性較好，摻雜量容易控制，并能夠大幅度減小薄膜的漏電流密度。

一種Bi_1-xDy_xFeO₃低漏電流薄膜，其化學(xué)式為Bi_1-xDy_xFeO₃，x=0.09～0.12；在117kV/cm的電場下，其漏電流密度為1.01×10^-8～6.39×10^-9A/cm²。

其為菱方結(jié)構(gòu)，空間點(diǎn)群為R-3m(166)，晶胞參數(shù)晶粒尺寸大小為20～60nm。

包括Bi_0.91Dy_0.09FeO₃低漏電流薄膜、Bi_0.90Dy_0.10FeO₃低漏電流薄膜和Bi_0.88Dy_0.12FeO₃低漏電流薄膜；并且在0～117kV/cm的電場內(nèi)，Bi_0.91Dy_0.09FeO₃低漏電流薄膜的漏電流密度為4.8×10^-11～1.01×10^-8A/cm²，Bi_0.90Dy_0.10FeO₃低漏電流薄膜的漏電流密度為7.41×10^-10～7.12×10^-9A/cm²，Bi_0.88Dy_0.12FeO₃低漏電流薄膜的漏電流密度為2.14×10^-12～6.39×10^-9A/cm²。

Bi_1-xDy_xFeO₃低漏電流薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：按摩爾比為(1.05-x):1:x將Bi(NO₃)₃·5H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和Dy(NO₃)₃·6H₂O溶于由乙二醇甲醚和醋酸酐混合而成的混合液中，攪拌均勻，得到前驅(qū)液；其中，前驅(qū)液中總的金屬離子濃度為0.25～0.35mol/L，x=0.09～0.12；