[发明专利]一种钛酸铋铁电薄膜制备方法

权利要求书

1.一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1.依照化学式Bi₄Ti₃O₁₂，按化学计量比称取五水硝酸铋和钛酸四丁酯，其比例为每称取10～12g五水硝酸铋，应称取5～6ml钛酸四丁酯；

步骤2.将乙二醇甲醚缓慢加入到五水硝酸铋中，室温下搅拌20～40min，得无色透明溶液A，其比例是每10～12g五水硝酸铋中加入14～16ml乙二醇甲醚；

步骤3.将钛酸四丁酯缓慢加入到乙酰丙酮中，室温下搅拌20～40min，得透明溶液B，其比例是每5～6ml钛酸四丁酯加入到20～25ml乙酰丙酮中；

步骤4.将溶液B缓慢滴加到溶液A中，室温下搅拌50～70min，静置1～2天，过滤，得均匀透明的钛酸铋前驱液；

步骤5.将钛酸铋前驱液放到Co60放射源中接受辐照；

步骤6.将Pt/Ti/SiO₂/Si基片依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中，分别超声清洗8～12min，然后进行干燥；

步骤7.将接受Co60辐照的钛酸铋前驱液通过匀胶机旋涂到经步骤6处理过的Pt/Ti/SiO₂/Si基片上，然后将基片置于90～120℃条件下干燥3～10min，得到薄膜；

步骤8.将薄膜置于300～370℃的环境中烘干15～25min，使有机溶剂挥发，有机物分解，得到厚度为40～55nm的单层无定形的钛酸铋薄膜；

步骤9.重复步骤7-8的涂膜和烘干过程6～8次，得到所需厚度的钛酸铋薄膜；

步骤10.将钛酸铋薄膜放在石英管式炉中，流动的氧气气氛下，从室温升至设定的退火温度650～750℃，保温20～25min，随炉冷却，得到最终膜厚为350～450nm的随机取向的层状钙钛矿结构钛酸铋铁电薄膜。

2.根据权利要求1所述一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：步骤7中将钛酸铋前驱液通过匀胶机旋涂到处理过的Pt/Ti/SiO₂/Si基片上时，先以900～1500r/min旋涂10s,再以3500～4500r/min旋涂20～30s。

3.根据权利要求1所述一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：步骤10中，升温速率为10～20℃/min。

4.根据权利要求1所述一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：步骤5中辐照的吸收计量为10～40kGy。

5.根据权利要求1所述一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：步骤5中辐照的吸收计量为40～60kGy。

6.根据权利要求1所述一种钛酸铋铁电薄膜制备方法，其特征在于：步骤5中辐照的吸收计量为60～100kGy。