[发明专利]一种铁酸铋薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种铁酸铋薄膜及其制备方法。所述铁酸铋薄膜采用电化学沉积的方法制备而成。该方法首先将硝酸铋溶液和硝酸铁溶液配制成电解液，然后经沉积反应得到铁酸铋薄膜。本发明使用电化学沉积的方法制备铁酸铋薄膜，沉积速率高，沉积过程所需的温度却较低，可以用简单的手段实现掺杂，并沉积在复杂的基片上，并可以通过改变电化学的参数来得到不同厚度、性能不同的铁酸铋薄膜，该方法需要的设备与操作简单，成本较低，适合进行大规模的工业生产。

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种铁酸铋薄膜及其制备方法。

背景技术

铁酸铋是我们所知的一种可以在室温的条件下存在的单相材料，其铁电居里温度较高，剩余极化强度较大，禁带宽度较小，还具有多铁特性。丰富的特性使得其有着广泛的应用范围，其不仅可以应用于压电、铁磁器件和传感器，而且铁酸铋材料具备光伏效应，在新能源太阳能的快速发展下，铁酸铋材料还有望应用在光伏器件上。

但与此同时我们也发现了另一个问题，那就是纯铁酸铋的制备问题，即想要得到大规模的、纯度较高的铁酸铋是很困难的。迄今磁控溅射法，脉冲激光法以及溶胶凝胶法都是实验室制备铁酸铋材料的主要方法，但是这些方法也都有各自的弊端。虽然磁控溅射法和脉冲激光法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点，但是这两种方法所使用的设备十分昂贵，制备的工艺条件要求很高不适用于大规模的工业生产。对于溶胶凝胶法来说，虽然其工艺较为简单、成本低，但是其制备过程需要很长的时间，同样也是不适用于大规模的工业生产。通过研究探索发现采用电化学沉积的方法来制备铁酸铋薄膜也是可行的，而且电化学沉积法的工艺简单，可控性强，成本较低，十分符合大规模工业生产的要求。因此，研究采用电化学沉积的方法来制备铁酸铋薄膜是非常具有研究价值以及实用价值的。为此申请人经过长期的探索提出一种利用电化学沉积的方法来制备铁酸铋薄膜的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种铁酸铋薄膜，以及该薄膜的制备方法。

本发明的铁酸铋薄膜是利用电化学沉积的方法在基片上成功制备而成的。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种铁酸铋薄膜，所述铁酸铋薄膜采用电化学沉积的方法制备而成。

一种铁酸铋薄膜的制备方法，该方法首先将硝酸铋溶液和硝酸铁溶液配制成电解液，然后经沉积反应得到铁酸铋薄膜。

作为进一步的改进，铁酸铋薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：

1）处理ITO基片：将ITO基片清洗干净；

2）配置电解液：将硝酸铋溶液和硝酸铁溶液以2:3的体积比配置成混合溶液，然后加入丙烯酸得到电解液；

3）组装电解池：采用上述电解液于20-40℃的水浴内，并将处理好的ITO基片和铂电极以及Ag/Cl参比电极放置在电解池中；

4）采用恒电位极化：采用的电位范围为-0.7~-0.2V；

5) 沉积铁酸铋薄膜：用控制变量的方法，控制电解液的浓度、pH、温度、电位和沉积时间，在ITO基片上沉积得到铁酸铋薄膜。

作为进一步的改进，一种铁酸铋薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：

1)处理ITO基片：清洗基片表面的杂质及污染物，确保基片保持干净无污染；

2)配制电解液：取6~25ml浓度为0.001~0.1mol/L的硝酸铋溶液和6~25ml浓度为0.001~0.1 mol/L的硝酸铁溶液，使得硝酸铋溶液和硝酸铁溶液的体积比为2：3，得到混合溶液，并向混合溶液中加入冰乙酸得到电解液；