[发明专利]一种铁酸铋/钛酸铅单晶异质结的制备方法

摘要

本发明公开一种铁酸铋/钛酸铅单晶异质结的制备方法。本发明采用二次水热法首次制得了铁酸铋/钛酸铅单晶异质结。该方法采用的是水热反应，以九水合硝酸铁、五水合硝酸铋作为主要原料，氢氧化钾作为矿化剂，钛酸铅纳米片作为铁电基板，室温下强力搅拌，然后将其在高温下进行水热处理，得到铁酸铋/钛酸铅单晶异质结。本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低，易于规模化生产；制备的产品形成了高质量的异质结界面，并获得了良好的界面铁磁性，在信息存储、自旋电子器件、传感器等领域具有广泛的潜在应用前景。

主权项

1.一种铁酸铋/钛酸铅单晶异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按摩尔比1:1计量称取九水合硝酸铁和五水合硝酸铋，溶解于去离子水中，充分搅拌，得到含有铁和铋的金属盐溶液；2）在搅拌状态下，向步骤1）制得的含有铁和铋的金属盐溶液中加入氢氧化钾水溶液，搅拌2~3h，得到铁和铋的氢氧化物悬浊液；3）在搅拌状态下，将PbTiO3纳米片加入步骤2）制得的铁和铋的氢氧化物悬浊液，搅拌1~1.5h，得到含有铁、铋和钛酸铅纳米片的黄色悬浊液；4）将步骤3）制得的含有铁、铋和钛酸铅纳米片的黄色悬浊液加入到反应釜内胆中，用去离子水调节反应釜内胆中的反应物料体积达到反应釜内胆容积的80%，搅拌至少5min，获得前驱体浆料，其中铁和铋的氢氧化物摩尔浓度均为0.015~0.025mol/L，氢氧化钾摩尔浓度为4mol/L，铁和铅的摩尔比为0.075~0.125，摩尔浓度的体积基数为前驱体浆料的总体积；5）将步骤4）配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在140~200℃下保存45min~12h进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水和无水乙醇反复洗涤反应产物，过滤，烘干，制得铁酸铋/钛酸铅单晶异质结。