[发明专利]一种LaSrMnCo/GdSrMnCo共掺铁酸铋超晶格薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种LaSrMnCo/GdSrMnCo共掺铁酸铋超晶格薄膜及其制备方法，用晶体结构为三方结构，空间群为R3c:H和R3m:R共存的不同元素掺杂的铁酸铋薄膜制备出Bi_0.85La_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃/Bi_0.85Gd_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃超晶格薄膜，即LaSrMnCo/GdSrMnCo共掺铁酸铋超晶格薄膜。本发明采用溶胶凝胶工艺，并采用旋涂和层层退火法，设备要求简单，适宜在大的表面和形状不规则的表面上制备薄膜，且化学组分精确可控，可改善BiFeO₃薄膜的多铁性能。

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LaSrMnCo/GdSrMnCo共掺铁酸铋超晶格薄膜，具体为Bi_0.85La_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃/Bi_0.85Gd_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃超晶格薄膜。

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斜六方结构，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(T_N＝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。

但是，BiFeO₃主要存在着以下几方面的问题，如漏电流大、剩余极化小、磁性弱、磁电耦合效应弱等，极大程度上限制了它的应用。通过A、B位离子共掺杂可以有效的改善薄膜的铁电、铁磁性能。另外，可以通过将现有的一些功能材料通过界面工程将其组合起来，制备出一些异质结或者超晶格结构。通过这种手段，可将相关功能材料的各自优异性质通过界面有机的结合起来，在纳米尺度对体系的电荷序、自旋序及轨道序进行调控。超晶格是将两种或两种以上不同材料按照特定的迭代序列，沉积在衬底上而构成的。其中调制掺杂超晶格是在同种材料中有规则地掺入不同浓度的杂质，在界面处由于费米能级的不同，会产生电荷迁移，能带发生弯曲；可以通过改变超晶格薄膜的界面化学环境来控制界面结构，可以显著提高界面的电学性质。通过利用超晶格薄膜的应力或应变、层间耦合等物理效应，可得到高性能或单一结构材料不具有的多铁性能。铁电超晶格薄膜结构材料因其具有比单体材料更多的优越性能而受到越来越多的关注，在铁电和铁磁性能上具有有更加优越的表现。

目前，还没有关于Bi_0.85La_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃/Bi_0.85Gd_0.12Sr_0.03Fe_0.94Mn_0.04Co_0.02O₃超晶格薄膜及其制备方法的相关报道。

发明内容