[發(fā)明專利]一種鐠、鐵共摻雜的鈦酸鍶多鐵性薄膜及其制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410026061.5
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN103833353A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉飛;李新忠;胡秋波;王趙武;張超;周鋒子
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/47
• 分類號(hào): C04B35/47;C04B35/622;H01F10/18;H01F41/22
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中多鐵性薄膜的制備，具體的說是一種鐠、鐵共摻雜的鈦酸鍶多鐵性薄膜及其制備工藝。

背景技術(shù)

單相多鐵性材料是指同時(shí)表現(xiàn)出鐵電性和磁性的單相化合物。由于各種鐵性同處于一個(gè)體系中，它們之間不可避免將發(fā)生相互作用，從而可以實(shí)現(xiàn)不同功能間的互相調(diào)控，具有豐富的物理背景以及巨大的應(yīng)用前景，因此成為最近幾年凝聚態(tài)物理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

目前絕大多數(shù)材料只在極低溫下才表現(xiàn)出鐵電性和磁性的共存，主要是一些錳氧化物，例如：BiMnO₃、YMnO₃和HoMnO₃等，這些材料磁轉(zhuǎn)變溫度都在100K以下，而且由于合成困難、制備成本高、需要高溫高壓等條件限制，離實(shí)際應(yīng)用還有一定的距離。在所有的單相多鐵材料中，BiFeO₃是最有希望得到應(yīng)用的材料之一，其主要優(yōu)點(diǎn)在于具有很高的鐵電居里溫度和反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度，是目前為止幾乎唯一的同時(shí)在室溫以上表現(xiàn)出鐵電性和磁性的材料。但它也存在合成困難問題，并且由于樣品中Bi揮發(fā)引起Fe變價(jià)和非化學(xué)計(jì)量比以及存在各種雜相等原因，BiFeO₃有很大漏電流，這使得BiFeO₃優(yōu)異的性能特別是電滯回線難以呈現(xiàn)。因此，獲得一種制備工藝簡單且在室溫下具有良好性能的單相多鐵性材料，依然是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有單相多鐵性材料相變溫度低、合成困難和成本高等問題，提供一種鐠、鐵共摻雜的鈦酸鍶多鐵性薄膜及其制備工藝，制備工藝簡單，且制備的鈦酸鍶多鐵性薄膜能夠在室溫下能夠表現(xiàn)出鐵電性和磁性。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種鐠、鐵共摻雜的鈦酸鍶多鐵性薄膜，由分子式為Sr_1-xPr_xTi_1-yFe_yO₃的材料組成，其中，x的取值范圍為0.025≤x≤0.075，y的取值范圍為0.05≤y≤0.3。

一種鐠、鐵共摻雜的鈦酸鍶多鐵性薄膜的制備工藝，包括以下步驟：

步驟一、按Sr：Pr：Ti：Fe=（1-x）：x：（1-y）：y的摩爾比分別稱取乙酸鍶、氧化鐠、鈦酸丁酯和硝酸鐵，備用；

步驟二、取容器將步驟一稱取的乙酸鍶全部溶解于乙酸中至形成透明無色溶液，其中，所加乙酸的體積與乙酸鍶總重量的比例為4mL：1g，然后在溶液中加入乙二醇甲醚，使溶液中乙酸鍶的摩爾濃度達(dá)到0.6~0.7mol/L，攪拌20~40min，然后再加入步驟一所稱取的鈦酸丁酯，攪拌20~40min，形成溶液A，備用；

步驟三、另取容器將步驟一稱取的硝酸鐵全部溶解于乙二醇甲醚中至形成透明無色溶液，其中，所加乙二醇甲醚的體積與硝酸鐵總重量的比例為1.2mL：1g，攪拌20~40min后將其混合溶液加入到溶液A中，形成溶液B，備用；

步驟四、另取容器將步驟一稱取的氧化鐠全部溶解于質(zhì)量百分比濃度為65~68%的濃硝酸中，其中，濃硝酸和乙酸的體積比為1：3.5，攪拌0.5~1h后，將其混合溶液加入到溶液B中，再取適量的乙二醇甲醚分別清洗步驟三和步驟四的容器，并將清洗液倒入到溶液B中，再在溶液B中加入乙二醇甲醚，使溶液B中乙酸鍶的摩爾濃度達(dá)到0.2mol/L，然后攪拌6~8h，過濾得溶液C，備用；