1.一种Tb、Cr和Mn三元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、硝酸铽、硝酸铬和醋酸锰按(0.91-0.97):(0.98-x):(0.08-0.1
4):0.02: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;其中,BiFeO3前驱液中总的金属离子浓度为0.1~0.5mol/L,x=0.01~
0.04;
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8~13min,得到晶态BiFeO3薄膜;
3)待晶态BiFeO3薄膜冷却后,再重复步骤2)直到晶态BiFeO3达到所需厚度,即得到Tb、Mn和Cu三元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Tb、Cr和Mn三元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体积比为(1:1)~(4:1)。
3.根据权利要求1所述的Tb、Cr和Mn三元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、硝酸铽、硝酸铬和醋酸锰的摩尔比为0.94:(0.98-x):0.11:0.02:x。
4.根据权利要求1所述的Tb、Cr和Mn三元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)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Tb、Cr和Mn三元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6~12min。
6.一种采用权利要求3所述的制备方法制备的Tb、Cr和Mn三元共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜,其特征在于:该Tb、Cr和Mn三元共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜的化学组分为Bi0.89Tb0.11Fe0.98-xCr0.02MnxO3,x=0.01~0.04;具有扭曲钙钛矿结构,为三斜相2
结构,属于P1空间群,剩余极化强度大于100μC/cm。
7.根据权利要求6所述的Tb、Cr和Mn三元共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜,其特征在于:x=0.02,该Tb、Cr和Mn三元共掺杂高剩余极化强度的BiFeO3薄膜晶粒尺寸在
80~120nm,介电常数在100kHz的测试频率下为390。