[发明专利]一种钨钛酸铋铁电薄膜的制备方法

摘要

一种钨钛酸铋铁电薄膜，该薄膜材料的化学式为Bi4Ti3‑xWxO12，其中0＜x≤0.5。其制备方法的工艺路线为：配制前驱液→制备前驱膜→制备铁电薄膜；该方法以水合硝酸铋、钛酸正四丁酯和异丙醇钨为前驱物，以冰乙酸和二乙醇甲醚的混合溶液为溶剂，以乙酰丙酮为稳定剂配制前驱液，经涂覆后高温焙烧制得光滑致密、厚度均匀、光透性好钨钛酸铋薄膜。这种方法具有易于控制材料组分，便于实现规模化生产的优点。该薄膜具有优良的铁电性能，剩余极化强度高，抗疲劳性能好，与稀土元素掺杂的钛酸铋铁电薄膜相比，该薄膜制备过程不添加任何稀土元素，从而降低薄膜的生产成本，在非易失性铁电存储器领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种钨钛酸铋铁电薄膜的制备方法，该方法为化学溶液沉积法，其特征在于，具体制备步骤如下：（1）前驱液的配制：根据分子式Bi4Ti3‑xWxO12，其中0 ＜ x ≤ 0.5，按摩尔比为五水合硝酸铋:钛酸正四丁酯:异丙醇钨 = 4:3‑x: x称取各原料组分，将称量得到的五水合硝酸铋加入混合溶剂中，所述混合溶剂由冰醋酸和乙二醇甲醚以V乙二醇甲醚:V冰醋酸 = 1～3:1的体积比配制而成，搅拌并加热至40～60℃，保温10～30 min后，降至室温；然后加入上述称量得到的钛酸正四丁酯；再加入乙酰丙酮，乙酰丙酮加入量为钛酸正四丁酯摩尔数的1.5~2.5倍；最后再向溶液中加入上述称量得到的异丙醇钨，室温搅拌，即得到前驱液；（2）将步骤（1）所得的前驱液旋转涂覆在基片上，旋转涂覆速度为2000～4500 r/min，旋转涂覆时间为20～40 s，每涂覆1层，烘烤1～5 min，以除去膜中残余溶剂并分解部分有机物；如此重复5～15次，直至获得所需厚度的前驱膜；（3）将步骤（2）所得的前驱膜进行热处理，所述热处理是在空气中将步骤（2）制备的前驱膜先以1～10℃/min的速率升温到550～720℃，再恒温10～60 min，随炉冷却至室温，制得钨钛酸铋薄膜。