溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜及其摻雜研究.pdf

1、鐵酸鉍作為一種典型地在室溫下同時具有鐵電性和鐵磁性的單相多鐵材料，其在理論上具有較高的極化強度，因而成為多鐵材料中的研究重點。本文應用溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜，并對其進行了摻雜改性研究。采用X射線衍射、掃描電鏡等分析手段來研究薄膜的結構變化，并結合介電性能、鐵電性能和鐵磁性能等確定適宜摻雜量。
　　首先研究了乙二醇甲醚和冰乙酸為溶劑的條件下，純相鐵酸鉍薄膜的最佳制備工藝。結果表明：當鐵酸鉍薄膜的退火方式為層層退火、退火溫度為550

2、 ℃、退火時間為9 min、層數(shù)為12層時，BFO薄膜的結晶性最好。此時薄膜與基片具有清晰的界面，薄膜的厚度約為400 nm。
　　適量的La摻雜可以使薄膜的晶體結構由三方系轉變?yōu)檎幌?，同時細化晶粒尺寸。8％La摻雜具有最大的剩余極化強度。Co摻雜不能改變薄膜的晶體結構，但是可以降低顆粒尺寸，Co的摻雜可以明顯提高薄膜的鐵磁性，8%的Co摻雜剩余磁化強度最大，為0.21 emu/g。在A位La摻雜量為8%的條件下，Co的摻雜卻可

3、以使薄膜的晶體結構發(fā)生改變，薄膜的漏電流密度隨著Co含量的增加先減少后增大，最小的漏電流密度為3.5×10-4 A/cm2，薄膜最大的剩余極化強度和剩余的磁化強度分別為4.04μC/cm2和0.36 emu/g，但是薄膜的電滯回線由于漏電流較大，仍不飽和。在A位8%La和B位8%Co的條件下，Ba的摻雜使薄膜的晶體結構由三方系轉變?yōu)樗姆较?。由于薄膜的漏電流相對于La和Co雙摻雜降低了三個數(shù)量級，因而得到了比較完整的電滯回線，薄膜最大的剩