[發明專利]一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器及其應用方法

有效

• 申請號: 201910243212.5
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109970358B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 何泓材;張青;趙強;任靜;郭甜;何偉;徐飛;陳昱锜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 陳澤斌;楊冬

1.一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

包括雙面透明導電基片以及制備在所述雙面透明導電基片兩側的BIT薄膜，兩側的BIT薄膜串聯作為光驅動邏輯器的輸出。

2.如權利要求1所述的一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

所述雙面透明導電基片為FTO玻璃基片。

3.如權利要求1所述的一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

所述BIT薄膜的制備方法包括：

步驟1.采用溶膠凝膠的方法配置前驅體BIT溶膠；

步驟2.在FTO玻璃基片的兩側面旋涂制備BIT薄膜；

步驟3.對BIT薄膜進行熱工藝處理。

4.如權利要求3所述的一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

步驟1具體包括：

使用硝酸鉍，鈦酸四丁酯作為原始材料，冰乙酸，乙二醇甲醚，乙酰丙酮作為溶劑，過程如下：

①稱取5.336g硝酸鉍溶于15ml冰乙酸和15ml乙二醇甲醚的混合溶液中，80℃水浴加熱充分攪拌至完全溶解，制得A溶液；

②將2.55g鈦酸四丁酯溶于2g乙酰丙酮中并超聲至橙紅色，制得B溶液；③將B溶液緩慢的倒入A溶液中，并伴隨攪拌，然后再加入一定量乙二醇甲醚使溶液總體積為50ml，攪拌12h，制得濃度為0.05M的BIT溶膠前驅體，Bi:Ti的摩爾比滿足4：3；

④將BIT溶膠前驅體放置24h進行陳化處理后放入5℃的環境中保存等待下一步使用。

5.如權利要求4所述的一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

步驟2具體包括：

①清洗FTO玻璃基片：

首先將切好的FTO玻璃用洗衣粉浸泡并使用新抹布擦 洗，再用去離子水沖洗，清洗過后的FTO用去離子水超聲30min；隨后分別進行乙醇、丙酮、異丙醇30min的超聲清洗；異丙醇超聲清洗過后的玻璃需用氮氣吹干備用；

②旋涂制膜:

采用旋涂技術將BIT溶膠均勻涂布在已清洗好的FTO基片上:

先將基片放置在勻膠機吸盤上，用移液槍吸取40μL BIT溶膠滴加在FTO基片上；然后以500r/min預轉3s使溶膠均勻展開并將多余溶膠甩出基片表面；再以3000r/min的轉速旋涂40s；通過吸收空氣中的水分使溶膠在基片表面凝膠化，在高速旋轉的情況下獲得表面光滑厚度均勻的濕膜。

6.如權利要求5所述的一種基于鈦酸鉍基鐵電薄膜的光驅動邏輯器，其特征在于，

步驟3具體包括：

經過步驟2的旋涂后將制得的濕膜在室溫放置10min，然后依次經過200℃、400℃保溫10分鐘的干燥處理，讓有溶劑揮發、有機物發生裂解反應，制得未晶化的干膜；重復旋涂制膜和干燥處理步驟三次，在最后一次旋涂后，將其置于快速退火爐中進行高溫燒結晶化處理，經過20s升溫到200℃保溫5min，然后經過5s升溫到400℃保溫5min；最后，經過5s升溫到580℃保溫15min，隨爐冷卻。

7.如權利要求1-6任意一項所述的光驅動邏輯器的應用方法，其特征在于，包括：

通過控制導電基片的兩側薄膜處于不同的極化狀態，即其中一側薄膜為正向極化狀態，則另一側薄膜為負極化狀態，當沒有光照時，兩側薄膜均無光電流產生，光驅動邏輯器的輸出為0；當任意一側薄膜有光照，而另一側薄膜無光照時，光驅動邏輯器的輸出為1；當兩側薄膜均有光照時，光驅動邏輯器的輸出為0，從而實現異或運算邏輯。