[发明专利]钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料，由铋、铁、钴、钛和氧元素组成薄膜，其特征在于：

所述薄膜为化学式为Bi₆Fe_2～xCo_xTi₃O₁₈的多铁性薄膜，所述化学式Bi₆Fe_2-xCo_xTi₃O₁₈中的Bi为铋、Fe为铁、Co为钴、Ti为钛、O为氧、0＜x≤1；

所述多铁性薄膜的厚度为≥400nm，其由致密排列的颗粒构成，所述颗粒的粒径为20～100nm。

2.一种权利要求1所述钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，包括化学溶液沉积法，其特征在于完成步骤如下：

步骤1，按照铋、铁、钴和钛的摩尔比为6.05∶2-x∶x∶3的比例，其中，0＜x≤1，称量硝酸铋、硝酸铁、乙酸钴和正丁醇钛后，先依次分别将硝酸铋、硝酸铁、乙酸钴和正丁醇钛加入到70～80℃的搅拌下的乙酸和乙酰丙酮的混合溶液中至其完全溶解，再于室温下搅拌至少5h，得到浓度为0.1～0.15mol/L的前驱体溶液，其中，乙酸与乙酰丙酮的摩尔比为3.5～4.5∶5.5～6.5；

步骤2，先将前驱体溶液涂敷至基底上后，于90～110℃下加热至少5min，得到其上覆有凝胶膜的基底，再将其上覆有凝胶膜的基底置于380～420℃下热解至少10min，得到其上覆有薄膜的基底；

步骤3，先重复步骤2的次数至少5次后，将得到的其上覆有多层薄膜的基底置于680～720℃的氧气氛中退火至少30min，再使用物理的方法分离多层薄膜与基底，制得钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料。

3.根据权利要求2所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是涂敷为旋涂，或浸渍，或喷涂。

4.根据权利要求3所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是旋涂时的转速为4000～8000r/min、时间为10～120s。

5.根据权利要求2所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是基底为金属基底，或陶瓷基底，或半导体基底。

6.根据权利要求5所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是金属基底为铂片，或钛片。

7.根据权利要求5所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是陶瓷基底为二氧化硅片，或铝酸镧片，或钛酸锶片。

8.根据权利要求5所述的钴掺杂铁钛酸铋多铁性薄膜材料的制备方法，其特征是半导体基底为硅片。