[發明專利]以Si為基底c軸取向生長Bi4

有效

• 申請號: 201910460023.3
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110078131B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 段宗范;梅云;趙園欣;趙高揚
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;C04B41/89
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

以Si為基底c軸取向生長Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂多鐵薄膜，包括以下組分：Bi(NO₃)₂·5H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、鈦酸丁酯、乙二醇甲醚、乙酰丙酮；制備方法的步驟為：以Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂溶膠為前驅體，在以c軸取向LaNiO₃為緩沖層的Si基底上制備Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂凝膠薄膜，隨后經干燥、熱處理，制備具有c軸取向性的Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂多鐵薄膜；具有優異的導電性、可取代鉑和金等貴金屬作為Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂薄膜電性能測試的底電極的特點。

技術領域

本發明屬于薄膜制備和多鐵材料技術領域，具體涉及以Si為基底c軸取向生長Bi₄Ti_2.95Co_0.05O₁₂多鐵薄膜，在Si基底上取向生長c 軸取向Bi₄Ti_0.95Co_0.05O₁₂多鐵薄膜。

背景技術

鈦酸鉍(Bi₄Ti₃O₁₂)是一種鉍層狀鈣鈦礦結構的無鉛鐵電材料，其具有較高的居里溫度、低介電常數、高穩定性和高的磁晶各向異性及優異的耐疲勞性，被廣泛應用于高溫高頻電子元器件、鐵電存儲器材料等領域。隨著微電子領域逐漸向微型化和多功能化的發展，應用于存儲器的鐵電薄膜要求具有高的剩余極化強度、小的矯頑場和低的漏電流密度，而對于單純的Bi₄Ti₃O₁₂材料來講，難以達到這些指標。

離子摻雜是一種采用半徑和化合價比較相近的離子來取代原有材料晶體結構中的部分離子，在不改變其原來晶體結構的前提下改善其相關性能的方法。目前，大量研究者對對鐵電材料進行了磁性離子摻雜的研究，如以Fe³⁺、Mn³⁺和Cr³⁺摻雜BaTiO₃和PbTiO₄，不僅可以提升BaTiO₃和PbTiO₄材料的鐵電性能，還可以誘導磁性有序化，使材料具有鐵磁性。有研究表明對Bi₄Ti₃O₁₂進行Nd³⁺、Sm³⁺和La³⁺等稀土離子摻雜可有效改善Bi₄Ti₃O₁₂的漏導和鐵電性能，但目前還沒有發現對Bi₄Ti₃O₁₂進行磁性Co²⁺摻雜使Bi₄Ti₃O₁₂薄膜材料具有多鐵性的相關文獻和專利報道。