【技术实现步骤摘要】
一种提高BiFeO3薄膜磁电耦合效应的退火方法
本专利技术涉及电子信息材料领域,尤其涉及一种提高BiFeO3薄膜磁电耦合效应的退火方法。
技术介绍
BiFeO3是一种集铁电性和磁性于一体的单相多铁材料,室温下具有铁电有序和反铁磁有序,且铁电性和磁性之间存在耦合效应。BiFeO3的铁电性源于其晶体结构,室温下的BiFeO3属于R3c空间群,为三方扭曲的菱方钙钛矿结构,其晶体结构在立方结构基础上沿[111]方向拉伸,使铁氧八面体(FeO6)以[111]轴为中心发生扭曲,从而在该方向出现一定程度的自发极化,其理论剩余极化强度可达100μC/cm2以上。BFO的磁性来源于过渡金属Fe3+,其相邻的两个(111)面内磁矩的反向平行造成G型反铁磁有序,但该结构在长程调制作用下表现为摆线形螺旋磁有序结构,周期为62nm,在周期内磁极化几乎可以完全抵消,从而导致BiFeO3宏观上表现为弱磁性。由于BiFeO3理论上具有较好的铁磁性能,使得BiFeO3在信息存储、传感器和微机电系统等多功能器件中有潜在的应用价值,从而不断吸引着各国研究人员的目光。但是BiFeO3的性能目前还不能满足微电子器件应用的要求,特别是铁电性和铁磁性相互制约,为此如何同时提高BiFeO3的铁电性和铁磁性是亟需解决的问题。BiFeO3薄膜的铁电性来自于晶粒的铁电畴,因此晶粒越大铁电畴越多,铁电性越好;而BiFeO3有周期为62nm的螺旋调制结构,当制备的BiFeO3尺寸小于62nm时,磁性必然会增强。因此,为了同时提高BFO薄膜的磁电耦合效应(铁磁性能),我们提出了一种提高BiFeO3薄膜磁电耦合效应的 ...
【技术保护点】
1.一种提高BiFeO3薄膜磁电耦合效应的退火方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)BiFeO3薄膜前驱体溶液配制:首先用电子天平按照各溶质的摩尔计量比进行称量,硝酸铁与硝酸铋的摩尔比为1:1:1;用移液管量取体积比为1:3的乙二醇和冰乙酸作为溶剂,将上述溶质和溶液置于磁力搅拌器上搅拌8小时,直至溶质全部溶解,待溶液搅拌均匀后,量取与硝酸铋摩尔比为1:1的乙酰丙酮作为螯合剂加入其中,在磁力搅拌器上匀速搅拌12小时,得到暗红色半透明溶液,最后再补充乙二醇和冰乙酸,最后所得溶液浓度为0.3mol/L, pH值在0.3‑0.4,得到制备BiFeO3薄膜样品所需的前驱体溶液;(2)将所制备的BiFeO3溶液静置24小时,把前驱体溶液均匀旋涂在预处理过氧化铟锡/玻璃(ITO/glass)的基体上;(3)湿膜烘干:将涂膜的薄膜样品快速转移到150‑200℃的电热板上120s烘干,使所制备湿膜中的部分有机溶剂得以挥发,得到所要求薄膜的干膜;(4)预处理:将前期所制备的干膜置于快速退火炉中,奇数层薄膜样品的预处理温度为300℃,偶数层薄膜样品的预处理温度为400℃,保温时间100‑200s;(5)最终 ...
【技术特征摘要】
1.一种提高BiFeO3薄膜磁电耦合效应的退火方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)BiFeO3薄膜前驱体溶液配制:首先用电子天平按照各溶质的摩尔计量比进行称量,硝酸铁与硝酸铋的摩尔比为1:1:1;用移液管量取体积比为1:3的乙二醇和冰乙酸作为溶剂,将上述溶质和溶液置于磁力搅拌器上搅拌8小时,直至溶质全部溶解,待溶液搅拌均匀后,量取与硝酸铋摩尔比为1:1的乙酰丙酮作为螯合剂加入其中,在磁力搅拌器上匀速搅拌12小时,得到暗红色半透明溶液,最后再补充乙二醇和冰乙酸,最后所得溶液浓度为0.3mol/L,pH值在0.3-0.4,得到制备BiFeO3薄膜样品所需的前驱体溶液;(2)将所制备的BiFeO3溶液静置24小时,把前驱体溶液均匀旋涂在预处理过氧化铟锡/玻璃(ITO/glass)的基体上;(3)湿膜烘干:将涂膜的薄膜样品快速转移到150-200℃的电热板上120s烘干,使所制备湿膜中的部分有机溶剂得以挥发,得到所要求薄膜的干膜;...
【专利技术属性】
技术研发人员:张丰庆,王玲续,郭晓东,刘慧莹,范素华,
申请(专利权)人:山东建筑大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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