1.一种B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将硝酸铋、硝酸铁、醋酸锰和乙酸镍按1.05:[(0.92~0.98)-x]:(0.02~0.08):x的摩尔比溶于由乙二醇甲醚和醋酸酐混合而成的混合液中,然后搅拌均匀,得到BiFeO3前驱液;BiFeO3前驱液中总的金属离子浓度为0.1~0.5mol/L;x=0.01~0.03;
2)将BiFeO3前驱液旋涂在FTO/glass基片上制备湿膜,将湿膜于180~260℃烘烤得干膜,然后在550℃快速退火10~15min,得到晶态BiFeO3薄膜;
3)待晶态BiFeO3薄膜冷却后,再重复步骤2)使晶态BiFeO3薄膜达到所需厚度,即得B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜。
2.根据权利要求1所述的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤1)混合液中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(1:1)~(4:1)。
3.根据权利要求1所述的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤1)中硝酸铋、硝酸铁、醋酸锰和乙酸镍的摩尔比为1.05:(0.96-x):0.04:x。
4.根据权利要求1所述的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤1)中将BiFeO3前驱液旋涂在FTO/glass基片上前,BiFeO3前驱液静置24~32h。
5.根据权利要求1所述的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤2)中湿膜的烘烤时间为5~10min。
6.一种采用权利要求3所述的制备方法制备的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜,其特征在于:该B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的化学组分为BiFe0.96-xMn0.04NixO3,x=0.01~0.03,具有扭曲钙钛矿结构,为六方结构,R3c和R3m
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空间群共存状态,剩余极化值Pr>100μC/cm,在350kV/cm的电场下漏电流密度在10 A/cm以下。
7.根据权利要求6所述的B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜,其特征在于:x=0.01,该B位Mn和Ni共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜晶粒尺寸在60~90nm。