[發明專利]一種在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710253949.6
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107140971B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 談國強;郭美佑;楊瑋;劉云;任慧君;夏傲
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01F1/10
• 分類號: H01F1/10;C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 岳培華

1.一種在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜，其特征在于，該薄膜為Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃薄膜，該薄膜為扭曲的菱方鈣鈦礦結構，空間群為三方相的R3m:R和R3c:H共存；

該薄膜在1kHz頻率、外加電壓為40～95V、外加電場為533～1266kV/cm的條件下，具有剩余極化值為51～141μC/cm²、矯頑場為208～331kV/cm的對稱矩形電滯回線；

該薄膜的剩余極化強度隨著測試外加電壓和外加電場的增加而增加，且在外加電壓為95V、外加電場為1266kV/cm時仍未被擊穿，具有高電場下穩定的鐵電性。

2.權利要求1所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02將硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到前驅液；

步驟2：將前驅液旋涂在FTO/glass基片上，得到濕膜，濕膜經勻膠后在190～220℃下烘烤得干膜，再于540～560℃下在空氣中退火，得到晶態Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃薄膜；

步驟3：將晶態Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃薄膜冷卻至室溫，重復步驟2直到達到所需厚度，即得到在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜。

3.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1中前驅液中金屬離子的總濃度為0.2～0.4mol/L。

4.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述前驅液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5～3.5):1。

5.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2進行前先將FTO/glass基片清洗干凈，然后在紫外光下照射，使FTO/glass基片表面達到原子清潔度。

6.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中勻膠時的勻膠轉速為3800～4000r/min，勻膠時間為12～18s。

7.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中勻膠后的烘烤時間為8～10min。

8.根據權利要求2所述的在高電場下具有穩定鐵電性的HoSrMnZn共摻鐵酸鉍鐵電薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的退火時間為8～12min。