[发明专利]一种镧、钛共掺的铁酸铋薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种镧、钛共掺的铁酸铋薄膜，其特征在于：采用溶胶-凝胶和层层退火工艺制备了镧、钛共掺的铁酸铋薄膜Bi_(1+Z)(1–Y)La_YFe_1-XTi_XO₃(BLTO)，各元素的比例分别为Bi:La:Fe:Ti:O＝(1+Z)(1–Y):Y:(1-X):X:3，该薄膜共N层8≤N≤12，每层厚度为100nm-130nm；铋源、镧源、铁源、钛源分别为硝酸铋、硝酸镧、硝酸铁、钛酸四丁酯，其中X为Ti元素的摩尔当量0.01≤X≤0.12，Y为La元素的摩尔当量0.01≤Y≤0.10，元素Bi过量加入，Z为Bi以重量计的过量百分数，第一层至第三层中Z为11％-13％，第四层至第N-3层中Z为3％-5％，第N-2层至第N层中Z为9％-11％。

2.根据权利要求1所述的镧、钛共掺的铁酸铋薄膜，其特征在于：X:Y的范围为1:10～10:1,X范围为0.03-0.09，Y范围为0.03-0.09。

3.根据权利要求2所述的镧、钛共掺的铁酸铋薄膜，其特征在于：X:Y的范围为1:1。

4.权利要求1所述的镧、钛共掺的铁酸铋薄膜制备方法，其特征在于：(1).前驱体溶液的制备:采用溶胶-凝胶法，按化学计量比称取硝酸铋、硝酸镧、硝酸铁溶于乙二醇甲醚中，待完全溶解后依次加入钛酸四丁酯和乙酰丙酮，得混合溶液A，将混合溶液A搅拌1h后，向其加入乙醇，配制成前驱体溶液，将配制好的前驱体溶液，放置于温度15-18℃环境中静置18-24h备用，前驱体溶液的浓度为0.38mol/L～0.42mol/L，乙二醇甲醚、乙酰丙酮、乙醇的体积比为4:1:6；

(2).薄膜材料的制备：采用层层退火工艺，用旋涂法将第一层前驱体溶液沉积在ITO/玻璃衬底材料上，然后将材料放置在热板上烘干，将烘干的薄膜置于快速退火炉中进行二段式退火处理；然后按照相同的方法将其它层材料沉积在各自下层材料之上，反复所述旋涂与退火步骤数次直到薄膜厚度符合要求；

(3).将达到厚度要求的薄膜在585℃～615℃范围内退火5min，得到镧、钛共掺的铁酸铋薄膜。

5.权利要求4所述的镧、钛共掺的铁酸铋薄膜制备方法，其特征在于：所述步骤2中的烘干温度为175-220℃，烘干时间为130s-150s；步骤2中所述的二段式退火处理过程为275-315℃，70-110s，475-515℃，120-150s；步骤2中所述的旋涂匀胶速度为4100-4500rpm，时间为35-55s。

6.权利要求5所述的镧、钛共掺的铁酸铋薄膜制备方法，其特征在于：所述步骤2中的烘干温度为182℃，烘干时间为140s；步骤2中所述的二段式退火处理过程为退火处理过程为285℃，95s，485℃，135s。