[发明专利]一种镍掺杂铁酸铋薄膜体系材料的制备方法

说明书

本发明公开一种镍掺杂铁酸铋薄膜体系材料的制备方法，该材料为BiFe_1‑xNi_xO₃，其中x＝0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10）。首先采用溶胶凝胶法制备BiFe_1‑xNi_xO₃体系粉末样品，然后将该材料的粉末样品进行干燥并制成块体靶材，最后用脉冲激光沉积法将块体靶材沉积在FTO衬底上制得BiFe_1‑xNi_xO₃体系薄膜。本发明的方法可以确保薄膜质量好、成相纯度高、薄膜元素比例稳定、薄膜与衬底粘附性好，且纯相薄膜制备的成功率高，可重复性好，而且BiFe_1‑xNi_xO₃体系薄膜样品观测到明显的磁、铁电、光伏效应。

技术领域

本发明涉及一种铁电薄膜材料的制备方法，尤其涉及一种镍掺杂铁酸铋(BiFe_1-xNi_xO₃)薄膜体系材料的制备方法(其中x＝0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10)。

背景技术

多铁材料指同时具有铁电、铁磁(反铁磁)以及铁弹性中多于一种自发极化的材料体系。在这种材料中，电、磁以及弹性等序参量共存并形成磁电耦合等一系列有趣的物理现象。铁电、铁磁共存以及磁电耦合的思想基本来源于19世纪法国科学家Pierre Curie，但直到上个世纪30年代铁电性才在氢键类材料(KH₂PO₄)中发现，从而使得多铁性这一物理概念具有实验上实现的可能性。具有这类性质的材料被认为在未来信息技术、传感、自旋电子器件等领域具有潜在的应用价值。BiFeO₃是其中最具有代表性的多铁材料之一，作为未来具备重要应用价值的材料，随着多铁材料的发展，其同时还是具有反常光伏效应的铁电光伏材料并逐渐成为人们的研究热点，从而寻找一种可同时用于磁电耦合器件与光伏器件且适应薄膜制备过程中的高温环境的衬底亦成为重中之重。无机材料研究中掺杂改性及其薄膜的制备是重要的基础研究工艺，因此BiFe_1-xNi_xO₃薄膜体系材料的制备方法是多功能材料领域研究的基础。

发明内容

本发明的目的在于克服现有BiFe_1-xNi_xO₃体系薄膜制备工艺成相率低，薄膜致密性不足的缺点，提供一种BiFe_1-xNi_xO₃薄膜体系材料的制备方法，其中x＝0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10。

本发明采用的技术方案是：

一种BiFe_1-xNi_xO₃薄膜体系材料的制备方法(其中x＝0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10)，包括以下步骤：

1、采用溶胶凝胶法制备BiFe_1-xNi_xO₃粉末样品，

2、将BiFe_1-xNi_xO₃粉末高温煅烧，制成块体靶材，

3、用脉冲激光沉积法(Pulsed Laser Deposition，PLD)将块体靶材沉积在FTO衬底上，得到BiFe_1-xNi_xO₃薄膜。