一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法，该复合膜包括复合在一起的Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3铁电膜和Zn1‑xMnxFe2O4磁性膜；先在基片上旋涂制备多层Zn1‑xMnxFe2O4磁性薄膜，然后在磁性薄膜上旋涂制备多层Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3膜，得到该复合薄膜。本发明专利技术采用溶胶凝胶工艺，用多种元素掺杂对铁电膜晶体结构进行调控改善薄膜的铁电性能，提高铁电测试和漏电流测试的抗击穿性能，同时用强磁性尖晶石结构的Zn1‑xMnxFe2O4作为磁性层，获得优异磁电耦合性能的复合薄膜。

HoSrMnZn Co doped bismuth ferric iron /Mn doped zinc ferrite composite film and preparation method thereof

The present invention provides bismuth ferrite /Mn doped zinc ferrite composite film and preparation method of a Co doped HoSrMnZn, the composite membrane comprises composite together Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3 ferroelectric film and Zn1 xMnxFe2O4 magnetic film on the substrate; the first rotary multilayer Zn1 xMnxFe2O4 magnetic thin film preparation coating, and multi-layer Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3 coating for rotation in magnetic thin films, the composite films. The invention adopts the sol-gel process, of ferroelectric thin films on the performance of regulation to improve the crystal structure of ferroelectric films with various doping, improve the ferroelectric test and leakage current test against wear performance, with strong magnetic spinel Zn1 xMnxFe2O4 as magnetic layer, composite film obtained excellent magnetoelectric coupling properties.

【技术实现步骤摘要】
一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜及其制备方法
本专利技术属于功能材料领域，涉及在功能化的FTO/glass基板表面制备HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，具体为多铁性Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3/Zn1-xMnxFe2O4复合薄膜。
技术介绍
单相磁电多铁性材料至今还没能应用到实际中，主要是因为大部分单相材料的居里温度较低，在极低的温度下才有磁电效应，且磁电效应很微弱。尽管单相BiFeO3材料的居里温度和尼尔温度都在室温以上，但是由于BiFeO3的螺旋磁结构，使得BiFeO3呈G型反铁磁性，在低电场下仅表现出微弱的铁磁性，其较小的磁电耦合特性阻碍了其在多铁方面的实际应用。相反，多铁性磁电复合材料可具有室温下的强磁电效应，因而有实际应用价值。虽然掺杂后的BiFeO3薄膜在性能上有明显的改善，但是对于薄膜的磁性能还有很大的提升空间。尖晶石型铁氧体的薄膜在光学性质、电学性质、磁学性质等众多方面展现出许多新型的特性。Zn1-xMnxFe2O4属于尖晶石型铁氧体是一种多功能半导体材料，是一种重要的磁性材料。目前，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，其特征在于，该复合薄膜包括复合在一起的上层膜和下层膜，其中上层膜为Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3晶态膜；下层膜为Zn1‑xMnxFe2O4晶态膜，x＝0.1～0.9；其中Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3晶态膜为扭曲的菱方钙钛矿结构，三方相R3m:R和R3c:H空间群共存；Zn1‑xMnxFe2O4晶态膜为立方相，尖晶石结构，空间群为Fd3‑ms。

【技术特征摘要】
1.一种HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，其特征在于，该复合薄膜包括复合在一起的上层膜和下层膜，其中上层膜为Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3晶态膜；下层膜为Zn1-xMnxFe2O4晶态膜，x＝0.1～0.9；其中Bi0.89Ho0.08Sr0.03Fe0.95Mn0.03Zn0.02O3晶态膜为扭曲的菱方钙钛矿结构，三方相R3m:R和R3c:H空间群共存；Zn1-xMnxFe2O4晶态膜为立方相，尖晶石结构，空间群为Fd3-ms。2.根据权利要求1所述的HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，其特征在于，该复合薄膜在1kHz频率下，外加电压为80V，测试电场为1066kV/cm时，其剩余极化强度为85μC/cm2，矫顽场为581kV/cm。3.根据权利要求1所述的HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜，其特征在于，该复合薄膜在外加电压为40V、533kV/cm测试电场下的漏电流密度为6.1×10-3A/cm2。4.权利要求1-3中任意一项所述的HoSrMnZn共掺铁酸铋/Mn掺铁酸锌复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按摩尔比为(1-x):x:2将硝酸锌、硝酸锰和硝酸铁溶于乙二醇甲醚中，搅拌均匀后再加入醋酸酐，得到前驱液A，其中x＝0.1～0.9；步骤2：按摩尔比为0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02将硝酸铋、硝酸钬、硝酸锶、硝酸铁、醋酸锰和硝酸锌溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到前驱液B；步骤3：采用旋涂法在洁净的FTO/glass基片上旋涂前驱液A，得到Zn1-xMnxFe2O4湿膜，湿膜经匀胶后在190～210℃下烘烤得干膜，再在600～620℃下在空气中退火，得到晶态Zn1-xMnxFe2O4薄膜；步骤4：待晶态Zn1-xMnxFe2O4薄膜冷却后，在晶态Zn1-xMnxFe2O4薄膜上重复步骤3，直至达到所需厚度，得到Zn1-xMnxFe2O4晶态膜；步骤5：在Zn1-xMnxFe2O4晶态膜上旋涂前驱液B，得到Bi...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈国强，郭美佑，杨玮，刘云，任慧君，夏傲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61