[发明专利]一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器及其应用方法

权利要求书

1.一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

包括双面透明导电基片以及制备在所述双面透明导电基片两侧的BIT薄膜，两侧的BIT薄膜串联作为光驱动逻辑器的输出。

2.如权利要求1所述的一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

所述双面透明导电基片为FTO玻璃基片。

3.如权利要求1所述的一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

所述BIT薄膜的制备方法包括：

步骤1.采用溶胶凝胶的方法配置前驱体BIT溶胶；

步骤2.在FTO玻璃基片的两侧面旋涂制备BIT薄膜；

步骤3.对BIT薄膜进行热工艺处理。

4.如权利要求3所述的一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

步骤1具体包括：

使用硝酸铋，钛酸四丁酯作为原始材料，冰乙酸，乙二醇甲醚，乙酰丙酮作为溶剂，过程如下：

①称取5.336g硝酸铋溶于15ml冰乙酸和15ml乙二醇甲醚的混合溶液中，80℃水浴加热充分搅拌至完全溶解，制得A溶液；

②将2.55g钛酸四丁酯溶于2g乙酰丙酮中并超声至橙红色，制得B溶液；③将B溶液缓慢的倒入A溶液中，并伴随搅拌，然后再加入一定量乙二醇甲醚使溶液总体积为50ml，搅拌12h，制得浓度为0.05M的BIT溶胶前驱体，Bi:Ti的摩尔比满足4：3；

④将BIT溶胶前驱体放置24h进行陈化处理后放入5℃的环境中保存等待下一步使用。

5.如权利要求4所述的一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

步骤2具体包括：

①清洗FTO玻璃基片：

首先将切好的FTO玻璃用洗衣粉浸泡并使用新抹布擦 洗，再用去离子水冲洗，清洗过后的FTO用去离子水超声30min；随后分别进行乙醇、丙酮、异丙醇30min的超声清洗；异丙醇超声清洗过后的玻璃需用氮气吹干备用；

②旋涂制膜:

采用旋涂技术将BIT溶胶均匀涂布在已清洗好的FTO基片上:

先将基片放置在匀胶机吸盘上，用移液枪吸取40μL BIT溶胶滴加在FTO基片上；然后以500r/min预转3s使溶胶均匀展开并将多余溶胶甩出基片表面；再以3000r/min的转速旋涂40s；通过吸收空气中的水分使溶胶在基片表面凝胶化，在高速旋转的情况下获得表面光滑厚度均匀的湿膜。

6.如权利要求5所述的一种基于钛酸铋基铁电薄膜的光驱动逻辑器，其特征在于，

步骤3具体包括：

经过步骤2的旋涂后将制得的湿膜在室温放置10min，然后依次经过200℃、400℃保温10分钟的干燥处理，让有溶剂挥发、有机物发生裂解反应，制得未晶化的干膜；重复旋涂制膜和干燥处理步骤三次，在最后一次旋涂后，将其置于快速退火炉中进行高温烧结晶化处理，经过20s升温到200℃保温5min，然后经过5s升温到400℃保温5min；最后，经过5s升温到580℃保温15min，随炉冷却。

7.如权利要求1-6任意一项所述的光驱动逻辑器的应用方法，其特征在于，包括：

通过控制导电基片的两侧薄膜处于不同的极化状态，即其中一侧薄膜为正向极化状态，则另一侧薄膜为负极化状态，当没有光照时，两侧薄膜均无光电流产生，光驱动逻辑器的输出为0；当任意一侧薄膜有光照，而另一侧薄膜无光照时，光驱动逻辑器的输出为1；当两侧薄膜均有光照时，光驱动逻辑器的输出为0，从而实现异或运算逻辑。