[发明专利]一种基于钛酸铋钠基和铁酸铋基的复合固溶体薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钛酸铋钠基和铁酸铋基的复合固溶体薄膜，其特征是：以通式 (1-x)Na_0.5(Bi_0.95Ce_0.05)_0.5TiO₃-xBiFe_0.97Mn_0.03O₃表示，所述钛酸铋钠基为Na_0.5(Bi_0.95Ce_0.05)_0.5TiO₃，所述铁酸铋基为BiFe_0.97Mn_0.03O₃；其中，x为BiFe_0.97Mn_0.03O₃的摩尔含量，0<x<1。

2.根据权利要求1所述的复合固溶体薄膜，其特征是：x=0.1～0.9。

3.根据权利要求2所述的复合固溶体薄膜，其特征是： x=0.3～0.7。

4.根据权利要求1所述的复合固溶体薄膜，其特征是：薄膜厚度为0.2～1μm。

5.一种权利要求1所述的基于钛酸铋钠基和铁酸铋基的复合固溶体薄膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)、前驱体溶液的制备

①以醋酸钠、五水硝酸铋、六水硝酸铈、九水硝酸铁、二水乙酸锰和钛酸四异丙脂为原料，按照(1-x)Na_0.5(Bi_0.95Ce_0.05)_0.5TiO₃-xBiFe_0.97Mn_0.03O₃的化学计量比，准确称取各原料，其中五水硝酸铋过量，备用；

②将醋酸钠、五水硝酸铋、六水硝酸铈溶于乙二醇溶液中，在40～80℃的温度下搅拌至完全溶解；

③往上述溶液中分别加入九水硝酸铁和二水乙酸锰，在室温下搅拌至完全溶解后，加入冰醋酸，继续搅拌，至溶液冷却至室温； 

④溶液冷却后，分别向其中加入乙酰丙酮和钛酸四异丙脂，在室温下搅拌8～12小时； 

⑤将上述步骤④的溶液过滤，得到浓度为0.05～0.5 mol/L的前驱体溶液；

 (2)、薄膜的制备：用旋涂法-层层退火工艺制备薄膜

①采用旋涂法将前躯体溶液沉积在衬底材料上，然后对材料进行热处理，处理过程是：先250～300℃保温5～10分钟，再在400～500℃保温3～10分钟，然后600～650℃退火 3～10分钟；

②采用上述相同的方法继续将前躯体溶液旋涂到衬底材料上，直至薄膜厚度达到0.2～1μm，即得。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：前驱体溶液制备时，五水硝酸铋过量2mol%。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：乙二醇与冰醋酸的体积比为2:1～10:1；乙酰丙酮和钛酸四异丙脂的体积比为1:1。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述旋涂工艺中，转速为3000～7000转/分钟，旋涂时间为20～40秒，每次旋涂的前躯体溶液厚度为20～50nm。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的衬底材料为(100)-取向的LaNiO₃/Si衬底。