[发明专利]低漏电流的Bi0.92Tb0.08Fe1‐xCrxO3 薄膜的制备方法有效
| 申请号： | 201210497445.6 | 申请日： | 2012-11-28 |
| 公开（公告）号： | CN102976764A | 公开（公告）日： | 2013-03-20 |
| 发明（设计）人： | 谈国强;董国华 | 申请（专利权）人： | 陕西科技大学 |
| 主分类号： | C04B35/624 | 分类号： | C04B35/624;C04B35/40 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人： | 蔡和平 |
| 地址： | 710021 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 漏电 bi sub 0.92 tb 0.08 fe cr 薄膜 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于功能材料领域，涉及在功能化的FTO/glass基板表面制备Tb和Cr共掺杂低漏电流Bi0.92Tb0.08Fe1-xCrxO3薄膜的制备方法。
背景技术
BiFeO3是少数的单相多铁材料之一，具有扭曲的钙钛矿结构(属于R3c点群)，由立方结构沿(111)方向拉伸而形成的一种偏离理想钙钛矿结构的菱形结构，在室温下同时具有铁电有序和反铁磁有序，由于具有较高的铁电相变温度(TC=1103K)和磁相变温度(TN=643K)，在磁电传感器，自旋电子器件，存储器等方面有广泛的应用前景而得到关注。
BiFeO3薄膜最大的问题就是低电阻率，无法在室温下测量其铁电性质。BiFeO3薄膜电学性质的表现往往受到Fe3+离子价位变化的影响。一方面，铁价态的波动使得多余空穴的形成，从而造成电阻的下降；另一方面，铁离子由+3价变成+2价，在电位补偿下形成氧空位，进一步造成漏电。此外，由于铋熔点较低，热处理时造成挥发，从而造成材料中形成许多缺陷，形成一些不纯相。例如Bi2O3，Bi2Fe4O9，Bi25FeO40等，使漏电流增加。这些缺点都大大地限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低漏电流的Bi0.92Tb0.08Fe1-xCrxO3薄膜的制备方法，该种方法能够制备出在150kV/cm的测试电场下漏电流密度仍保持在10-4A/cm2以下的BiFeO3薄膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低漏电流的Bi0.92Tb0.08Fe1-xCrxO3薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Tb(NO3)3·6H2O和Cr(NO3)3·9H2O按摩尔比0.97∶1-x∶0.08∶x溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中，形成混合溶液，向混合溶液中加入乙醇胺调节粘度及络合程度，得到稳定的BiFeO3前驱液，其中，BiFeO3前驱液中的金属离子浓度为0.3mol/L，x=0.01～0.03，乙二醇甲醚、醋酸酐和乙醇胺的体积比为3.5∶1∶0.2；
步骤2：采用旋涂法和逐层退火的工艺得到Tb和Cr共掺晶态的低漏电流的Bi0.92Tb0.08Fe1-xCrxO3薄膜。
本发明进一步的改进在于，步骤2中重复旋涂和逐层退火步骤直到得到期望厚度的BiFeO3薄膜。
本发明进一步的改进在于，逐层退火的退火温度为550℃，时间为5-10min，然后自然冷却至室温。
本发明进一步的改进在于，步骤1中x=0.01～0.02。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
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