[发明专利]一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法，该复合膜包括复合在一起的Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃铁电膜和Zn_1‑xMn_xFe₂O₄磁性膜；先在基片上旋涂制备多层Zn_1‑xMn_xFe₂O₄磁性薄膜，然后在磁性薄膜上旋涂制备多层Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃膜，得到该复合薄膜。本发明采用溶胶凝胶工艺，用多种元素掺杂对铁电膜晶体结构进行调控改善薄膜的铁电性能，提高铁电测试和漏电流测试的抗击穿性能，同时用强磁性尖晶石结构的Zn_1‑xMn_xFe₂O₄作为磁性层，获得优异磁电耦合性能的复合薄膜。

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HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，具体为多铁性Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃/Zn_1-xMn_xFe₂O₄复合薄膜。

背景技术

单相磁电多铁性材料至今还没能应用到实际中，主要是因为大部分单相材料的居里温度较低，在极低的温度下才有磁电效应，且磁电效应很微弱。尽管单相BiFeO₃材料的居里温度和尼尔温度都在室温以上，但是由于BiFeO₃的螺旋磁结构，使得BiFeO₃呈G型反铁磁性，在低电场下仅表现出微弱的铁磁性，其较小的磁电耦合特性阻碍了其在多铁方面的实际应用。相反，多铁性磁电复合材料可具有室温下的强磁电效应，因而有实际应用价值。

虽然掺杂后的BiFeO₃薄膜在性能上有明显的改善，但是对于薄膜的磁性能还有很大的提升空间。尖晶石型铁氧体的薄膜在光学性质、电学性质、磁学性质等众多方面展现出许多新型的特性。Zn_1-xMn_xFe₂O₄属于尖晶石型铁氧体是一种多功能半导体材料，是一种重要的磁性材料。目前，还没有关于多铁性Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃/Zn_1-xMn_xFe₂O₄复合薄膜及其制备方法的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法，该方法设备要求简单，实验条件容易达到，掺杂量容易控制，制得的薄膜为多铁性Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.95Mn_0.03Zn_0.02O₃/Zn_1-xMn_xFe₂O₄复合薄膜，能够有效提高BiFeO₃薄膜的耐击穿性能，同时改善其铁电和铁磁性能。