一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法，该工艺利用硝酸铋和硝酸镓在乙酸介质中反应得到镓酸铋，然后将镓酸铋喷洒于薄膜材料表面形成特殊的电化学层，然后进行退火固化得到镓酸铋构铁电薄膜材料。制备而成的镓酸铋构铁电薄膜材料，其制作工艺简单、导电性能好、电容大，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法
本专利技术涉及薄膜材料这一
，特别涉及到一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法。
技术介绍
随着信息技术的不断发展，器件的小型化、多功能化，使得人们对集电性与磁性等于一身的多功能材料研究兴趣不断高涨。多铁性材料不但具备各种单一的铁性（如铁电性、铁磁性和铁弹性），而且通过铁性的耦合协同作用能产生一些新的功能，大大拓宽了铁性材料的应用范围，从而使其受到广泛关注。多铁性材料具有重要的科学内涵和重大的应用前景，它包含铁磁学、铁电学、铁弹学等诸多科学问题，涉及过渡族金属氧化物，ABO3钙钛矿结构的强关联体系等，以及自旋序、电荷序、轨道序、量子调控和畴工程学等多尺度问题，是一个跨学科、非常热门的前沿研究领域。多铁性包括铁电有序与磁有序结合方式、自旋失错体系中的多铁性、电荷有序体系中的多铁性以及多铁性材料中可能的电磁极子。多铁性材料的研究还处在起步阶段，其中的物理机制仍不清晰，寻找室温下具有强磁电耦合的材料以及其潜在应用都是巨大的挑战。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法，该工艺利用硝酸铋和硝酸镓在乙酸介质中反应得到镓酸铋，然后将镓酸铋喷洒于薄膜材料表面形成特殊的电化学层，然后进行退火固化得到镓酸铋构铁电薄膜材料。制备而成的镓酸铋构铁电薄膜材料，其制作工艺简单、导电性能好、电容大，具有较好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按摩尔比称取14份五水硝酸铋和11份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持30-60min，然后用100-150℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为15cm2/sec；（5）将步骤（4）的镓酸铋薄膜前体进行退火，即得成品。优选地，所述步骤（1）中的搅拌速度为350转/分钟，且加热至60℃。优选地，所述步骤（2）中的超声分散条件为：超声功率为250KW，25-30min。优选地，所述步骤（5）中退火条件为先加热至350-400℃，保温30min,然后以8℃/sec的速率降温至65℃，保温15min。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法利用硝酸铋和硝酸镓在乙酸介质中反应得到镓酸铋，然后将镓酸铋喷洒于薄膜材料表面形成特殊的电化学层，然后进行退火固化得到镓酸铋构铁电薄膜材料。制备而成的镓酸铋构铁电薄膜材料，其制作工艺简单、导电性能好、电容大，具有较好的应用前景。（2）本专利技术的镓酸铋构铁电薄膜材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按摩尔比称取14份五水硝酸铋和11份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，搅拌速度为350转/分钟，且加热至60℃，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，超声功率为250KW，25min，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持30min，然后用100℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为15cm2/sec；（5）将步骤（4）的镓酸铋薄膜前体进行退火，其中退火条件为先加热至350℃，保温30min,然后以8℃/sec的速率降温至65℃，保温15min，即得成品。制得的镓酸铋构铁电薄膜材料的性能测试结果如表1所示。实施例2（1）按摩尔比称取14份五水硝酸铋和11份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，搅拌速度为350转/分钟，且加热至60℃，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，超声功率为250KW，30min，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持60min，然后用150℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为15cm2/sec；（5）将步骤（4）的镓酸铋薄膜前体进行退火，其中退火条件为先加热至400℃，保温30min,然后以8℃/sec的速率降温至65℃，保温15min，即得成品。制得的镓酸铋构铁电薄膜材料的性能测试结果如表1所示。对比例1（1）按摩尔比称取7份五水硝酸铋和9份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，搅拌速度为350转/分钟，且加热至60℃，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，超声功率为250KW，25min，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持30min，然后用100℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为15cm2/sec；（5）将步骤（4）的镓酸铋薄膜前体进行退火，其中退火条件为先加热至350℃，保温30min,然后以8℃/sec的速率降温至65℃，保温15min，即得成品。制得的镓酸铋构铁电薄膜材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-2和对比例的制得的镓酸铋构铁电薄膜材料及市售常见同类薄膜材料分别进行介电常数、电容量和光电流密度这几项性能测试。表1本专利技术的镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法利用硝酸铋和硝酸镓在乙酸介质中反应得到镓酸铋，然后将镓酸铋喷洒于薄膜材料表面形成特殊的电化学层，然后进行退火固化得到镓酸铋构铁电薄膜材料。制备而成的镓酸铋构铁电薄膜材料，其制作工艺简单、导电性能好、电容大，具有较好的应用前景。本专利技术的镓酸铋构铁电薄膜材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按摩尔比称取14份五水硝酸铋和11份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持30‑60min，然后用100‑150℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为15cm

【技术特征摘要】
1.一种镓酸铋构铁电薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按摩尔比称取14份五水硝酸铋和11份六水硝酸镓，混合均匀后加入200ml去离子水，然后滴加25%的乙酸，边搅拌边滴加，直至固体物质全部溶解；（2）将步骤（1）的溶液进行超声分散，得到镓酸铋溶液；（3）对聚甲基丙烯酸基底进行洗涤活化，利用2%的甲醇溶液进行多次喷淋，并在氮气中保持30-60min，然后用100-150℃的水蒸气进行高温洗涤，然后至65℃干燥2h；（4）向步骤（3）的活化基底表面喷涂步骤（2）的镓酸铋溶液，喷涂压力为2.5MPa，喷涂速率为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓宸，
申请(专利权)人：苏州云舒新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32