[发明专利]一种镱酸铋单晶外延薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种镱酸铋单晶外延薄膜及其制备方法，采用聚合物辅助沉积，以无机镱盐和无机铋盐为原料，EDTA和PEI为辅助聚合物，通过化学合成工艺先得到稳定的聚合物辅助前躯体溶液，利用匀胶旋涂或者浸涂工艺沉积在单晶衬底表面，再经过高温热处理最终获得外延生长的镱酸铋单晶薄膜。所制备出的镱酸铋单晶薄膜为具有单晶结构的外延材料，沿（002）晶面生长，居里温度较高（大于550℃），可见光范围内的平均相对透过率超过85%。

主权项

一种镱酸铋单晶外延薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将无机镱盐加入到按照质量比为1:1～1:1.5的比例混合的聚醚酰亚胺PEI和乙二胺四乙酸EDTA的混合物中，然后溶解在去离子水中，并充分搅拌，调整溶液的pH值至8～10，得到镱的澄清水溶液；将无机铋盐加入到按照质量比为1:1～1:1.5的比例混合的聚醚酰亚胺PEI和乙二胺四乙酸EDTA的混合物中，然后溶解在去离子水中，并充分搅拌，调整溶液的pH值至8～10，得到铋的澄清水溶液；2）采用超滤膜技术，分别对镱的澄清水溶液和铋的澄清水溶液进行冲洗过滤，使没有与聚醚酰亚胺PEI键合上的金属离子被冲洗去除，仅留下聚醚酰亚胺PEI和键合在聚醚酰亚胺PEI上的金属离子在溶液中，分别得到镱单体溶液和铋单体溶液；3）采用电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP‑AES分别对镱单体溶液和铋单体溶液进行标定，获得其浓度值；4）以已知浓度的镱单体溶液和铋单体溶液为原料，按照化学计量比为BiYbO3配制镱酸铋前驱体溶液；5）采用旋涂法或者提拉法将镱酸铋前驱体溶液沉积在单晶衬底上，并在400℃的温度下干燥处理；或者在单晶衬底上先沉积一层氧化物过渡层，再采用旋涂法或者提拉法将镱酸铋前驱体溶液沉积在氧化物过渡层上，并在400℃的温度下干燥处理；6）干燥处理后的镱酸铋薄膜在高温和氧化气氛下热处理，最终获得具有外延结构的镱酸铋薄膜。