[发明专利]溶胶－凝胶制备量子顺电EuTiO3薄膜的方法

摘要

一种溶胶－凝胶制备量子顺电EuTiO₃薄膜的方法，首先通过化学方法制备一定浓度的EuTiO₃有机胶体溶液，然后利用该胶体溶液在SrTiO₃衬底基片上均匀地旋涂上一定厚度的溶胶，并通过控制溶胶摩尔浓度、旋涂时间和转速控制薄膜厚度，再经过凝胶化处理，低温焙烧、高温煅烧及氢气氛下退火处理制备单一EuTiO₃相量子顺电薄膜材料。本发明采用硝酸铕和钛酸四丁酯作原料，以乙二醇甲醚作溶剂制备EuTiO₃溶胶，并通过钛酸锶基片作衬底，用溶胶－凝胶方法制备了EuTiO₃/SrTiO₃膜材料，设备简单，操作方便，能制备具有特定取向，厚度为几十至几百纳米的EuTiO₃膜材料。

主权项

1、一种溶胶-凝胶制备量子顺电EuTiO3薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤：1)量取乙二醇甲醚倒入烧杯，再按照Eu∶Ti＝1∶1摩尔比加入硝酸铕和钛酸四丁酯，使Eu和Ti摩尔浓度为0.5～1mol/L，并加入醋酸，调节其PH值为4～5，滴加1～2％体积比的乙酰丙酮作稳定剂，然后加入5～10％体积比的水并水浴加热2～4小时，过滤后得EuTiO3溶胶，静置几天备用；2)用匀胶机将上述配好的EuTiO3溶胶旋涂在SrTiO3单晶体衬底基片上，旋涂时间为30～60秒，旋转速度为1500～4000转/分钟；3)将旋涂好溶胶的基片放入热台上，缓慢升温至80～100℃进行10～30分钟的凝胶化处理，再将得到的凝胶薄膜放入高温炉中，缓慢升温至450℃进行挥发有机成分焙烧处理30～60分钟，得到仅含有Eu、Ti和氧的中间产物薄膜；4)最后将焙烧后的中间产物薄膜通过两步工艺：在1000℃煅烧4～8小时，得到Eu2Ti2O7相薄膜，再将其在1050℃条件下氢气中脱氧处理2小时便得到最终的EuTiO3/SrTiO3薄膜；或者通过一步工艺：直接将焙烧后的中间产物薄膜在1050～1100℃条件下氢气中脱氧处理4～8小时便得到单一相的EuTiO3/SrTiO3薄膜。