[发明专利]一种Bi4YTi3FeO15多铁薄膜的化学制备方法在审
| 申请号： | 201510136621.7 | 申请日： | 2015-03-27 |
| 公开（公告）号： | CN104844183A | 公开（公告）日： | 2015-08-19 |
| 发明（设计）人： | 卢朝靖;李媛;宿杰;孙际源 | 申请（专利权）人： | 青岛大学 |
| 主分类号： | C04B35/26 | 分类号： | C04B35/26;C04B35/622 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 266071 山东省青岛市市南区*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 bi sub yti feo 15 薄膜 化学 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于物理化学材料制备技术领域，涉及一种Bi4YTi3FeO15多铁薄膜的化学制备方法。
背景技术
多铁性材料同时具有铁电性和磁性，而且铁性序之间存在磁电耦合效应，从而可以实现铁电性和磁性的相互调控(J.F.Scott.Ferroelectrics Review，1，1(1998)；N.A.Spaldin and M.Fiebig，Science 309，391(2005))。多铁材料作为一种新型多功能材料，在多态存储、传感器等领域有着广阔的应用前景。例如，磁记录读取速度快而写入慢，铁电记录读取复杂而写入快，如果使用多铁薄膜材料作为记录介质，可以实现高速率的读写过程。
实现多态存储就要得到高铁电性能的多铁薄膜，常见的制备薄膜的方法主要可分为物理沉积法和化学沉积法。物理沉积法包括激光脉冲沉积，分子束外延，磁控溅射等(Y.H.Chu，Q.He，C.H.Yang，P.Yu，L.W.Martin，P.Shafer，R.Ramesh，Nano Lett.9，1762(2009))，这些方法需要昂贵复杂的设备，成膜速度慢，不利于大规模制膜。相比之下化学沉积法设备价格低廉、易于控制薄膜成分，可大规模生产，更适合工业化制备薄膜。
近年来，利用不同功能单元(铁电单元和磁性单元)在原子层面上的结合来实现单相多铁性已受到广泛的关注。其结构可看成是BiMO3(M＝Mn，Fe，Co，Ni)磁性单元插入到三层层状钙钛矿铁电体Bi4Ti3O12中，形成四层层状钙钛矿多铁材料Bi5MTi3O15。该结构中的Bi-O层具有空间电荷库和绝缘层的作用，能有效抑制漏电流，提高多铁材料的绝缘性(S.K.Kim，M.Miyayama，and H.Yanagida，Materials Research Bulletin，31，121(1996))。这类多铁薄膜材料化学组成相对复杂，绝大多数通过易于控制薄膜成分湿化学法制备而成，虽然湿化学法容易制备出纯相的多铁薄膜，但普遍存在铁电性能差、漏电流大等问题。与此类似，未见有文章报道在Bi4Ti3O12铁电体中插入YFeO3磁性单元合成新型四层层状钙钛矿Bi4YTi3FeO15多铁材料。这主要是磁性集团的插入会使得漏电流增大，进而使得铁电性能变差，从而无法得到正常的铁电回线。因此如何获得具有良好铁电性能的Bi4YTi3FeO15多铁薄膜，是当前亟待解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Bi4YTi3FeO15多铁薄膜的制备方法，该发明制备工艺及所需设备简单，成本低，可与微电子技术工艺兼容，适合工业化生产，具体技术方案如下：
1.Bi4YTi3FeO15前驱体溶胶的配制：以分析纯的硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O，氧化钇Y2O3，乙酰丙酮铁C15H21FeO6和钛酸丁酯Ti(C4H9O)4为主要原料；按Bi4YTi3FeO15称取符合化学剂量比的各种原料进行配置；其中为了弥补在后续热处理过程中的Bi元素的挥发，称量时将Bi(NO3)3·5H2O过量4～6mol％，具体步骤是：
(1)按摩尔比Y∶HNO3＝1∶20量取浓HNO3，然后将Y2O3加入到浓HNO3中，置于磁力搅拌器上搅拌至溶液澄清；
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