一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜及其制备方法，化学式为Bi0.9‑xLaxEr0.1Fe0.96Co0.02Mn0.02O3，其中，x＝0.01‑0.09，其为扭曲的菱方钙钛矿结构，空间群为R3c，且沿着(101)方向的取向生长。本发明专利技术采用溶胶凝胶法及层层退火工艺制备得到薄膜，制备方法简单，反应容易进行，工艺过程温度低，制备过程易于控制。本发明专利技术A位稀土离子和B位磁性过渡金属离子共掺的BiFeO3薄膜，该薄膜与电极膜界面处形成一个中间过渡层，随着La离子在BiFeO3薄膜中的掺入，使BiFeO3薄膜界面处氧空位种类和数量发生变化，薄膜具有电阻开关效应。

A La, Er, Co, Mn Co-doped BFO thin film with resistance switching effect and its preparation method

The invention discloses a La, Er, Co, Mn co-doped BFO film with resistance switching effect and a preparation method thereof. The chemical formula is Bi0.9 xLaxEr0.1Fe0.96Co 0.02Mn 0.02O3, where x=0.01 0.09, which is a twisted rhombohedrite perovskite structure, the space group is R3c, and grows along the orientation (101) direction. The invention is prepared by sol-gel method and layer annealing process. The preparation method is simple, the reaction is easy to carry out, the process temperature is low, and the preparation process is easy to control. The BiFeO3 thin film doped with rare earth ions at A position and magnetic transition metal ions at B position forms an intermediate transition layer at the interface of the film and the electrode film. With the doping of La ions in the BiFeO3 thin film, the oxygen vacancies at the interface of the BiFeO3 thin film change, and the film has resistance switching effect.

【技术实现步骤摘要】
一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜及其制备方法
本专利技术属于功能材料领域，具体涉及一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜及其制备方法。
技术介绍
随着信息技术的不断发展，对器件的小型化、多功能化、读写速度以及读写能耗提出了更高的要求。然而，现有的技术与材料已经到达了尺寸和性能的极限，表现最为明显的是数据储存器。目前，绝大多数的储存器、传感器等电子器件的工作原理都是基于铁电材料和铁磁材料。研究发现铁电材料这一大类材料，不仅在铁电性能上展现出诱人的应用前景，还在其中观察到的阻变现象更加吸引人们的注意。铁电材料的多功能效应可以为信息存储、集成电路以及传感器的设计提供更多的自由度。目前研究最多、最具前景的铁电材料是BiFeO3(简写BFO)，其具有高于室温下的铁电性(居里温度TC＝1103K)以及铁磁性(尼尔温度TN＝643K)。多铁性材料是一种新型多功能材料，不但能用于单一铁性材料的应用领域，更在新型磁-电传感器件、自旋电子器件、新型信息存储器件等领域展现出巨大的应用前景。与块材相比，BFO薄膜具有更为优异的性能，是小型化器件的首选。但Bi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜，其特征在于，化学式为Bi0.9‑xLaxEr0.1Fe0.96Co0.02Mn0.02O3，其中，x＝0.01‑0.09，其为扭曲的菱方钙钛矿结构，空间群为R3c，且沿着(101)方向的取向生长。

【技术特征摘要】
1.一种具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜，其特征在于，化学式为Bi0.9-xLaxEr0.1Fe0.96Co0.02Mn0.02O3，其中，x＝0.01-0.09，其为扭曲的菱方钙钛矿结构，空间群为R3c，且沿着(101)方向的取向生长。2.根据权利要求1所述的具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜，其特征在于，高低阻态开关比RHRS/RLRS为1.02～1.43。3.根据权利要求1所述的具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜，其特征在于，在45V的电压下，其剩余极化值Pr为152μC/cm2，反转电流I为1.5mA，电滞回线矩形度Rsq＝1.02，矫顽场强为301kV/cm。4.根据权利要求1所述的具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜，其特征在于，其剩余磁化值Mr为0.19～0.305emu/cm3，饱和磁化值Ms为1.625～2.50emu/cm3。5.一种权利要求1-4任一项所述的具有电阻开关效应的La、Er、Co、Mn共掺的BFO薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，将硝酸铋、硝酸铁、硝酸镧、硝酸铒、乙酸锰和硝酸钴溶于乙二醇甲醚中，搅拌均匀后加入醋酸酐继续搅拌至均匀，得到前驱液；步骤2：将前驱液在FTO/Glass基片上旋涂得到湿膜，湿膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈国强，刘云，郭美佑，薛敏涛，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