[發(fā)明專利]一種高鐵磁性能和鐵電性能的Bi0.9Er0.1Fe1?xCoxO3薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510634563.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105271798B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談國強;鄭玉娟;樂忠威;楊瑋;夏傲;王通;任慧君
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C03C17/22
• 分類號: C03C17/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 岳培華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，涉及一種高鐵磁性能和鐵電性能的Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

多鐵材料為在同一相中同時具有鐵電有序(反鐵電有序)、鐵磁有序(反鐵磁有序)或鐵彈有序，并且在一定溫度范圍內(nèi)，這幾種有序相互耦合由此極大的改變了多鐵材料的性能。多鐵性(磁電)材料作為一種新型多功能材料，不但能用于單一鐵性材料的應(yīng)用領(lǐng)域，更在新型磁-電傳感器件、自旋電子器件、新型信息存儲器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。BiFeO₃是目前單相多鐵性磁電材料中唯一具有高于室溫的居里溫度850℃和尼爾溫度370℃的材料，因此受到了廣泛的研究。

但是由于BiFeO₃的螺旋磁結(jié)構(gòu)，使得BiFeO₃呈G型反鐵磁性，在低電場下僅表現(xiàn)出微弱的鐵磁性，其較小的磁電耦合特性阻礙了其在多鐵方面的實際應(yīng)用。一般ABO₃鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體需要B位離子的d軌道上沒有電子占據(jù)而呈d⁰態(tài)。而對于d軌道上沒有電子的結(jié)構(gòu)，其無法形成局域磁矩，即無法產(chǎn)生任何種類的磁有序結(jié)構(gòu)。這兩種完全不同的物理性質(zhì)從理論上被證明是相互排斥的。BiFeO₃材料在室溫下僅具有弱磁性，這將限制其進一步的發(fā)展。而若破壞BiFeO₃的自旋調(diào)制結(jié)構(gòu)，則可以使磁性得到增強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高鐵磁性能和鐵電性能的Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃薄膜及其制備方法，該方法中摻雜量容易控制，制備的Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃薄膜均勻性好，且具有高鐵磁性能和鐵電性能，能夠提高BiFeO₃薄膜的鐵磁性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高鐵磁性能和鐵電性能的Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃薄膜，其化學(xué)式為Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃，其中x＝0.01～0.03，其晶型為菱方R3c:H與三斜P1相共存。

其飽和磁化強度為2.36～17.1emu/cm³，剩余磁化強度為0.24～6.2emu/cm³。

在1kHz頻率及750kV/cm測試電場下，其飽和極化強度為70.77～141.81μC/cm²、剩余極化強度為57.72～126.67μC/cm²、矯頑場為384～622kV/cm。

高鐵磁性能和鐵電性能的Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，按摩爾比為0.945:0.10:1-x:x將硝酸鉍、硝酸鉺、硝酸鐵和硝酸鈷溶于溶劑中，攪拌均勻，得到Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃前驅(qū)液，其中Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xCo_xO₃前驅(qū)液中金屬離子的總濃度為0.1～0.3mol/L，x＝0.01～0.03，溶劑為乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液；