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专利号: 2014107649658
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜,其特征在于:包括复合在一起的下层膜和上层膜,其中下层膜为CoFe2O4晶态膜,上层膜为Bi1-xRExFe1-yTMyO3晶态膜,RE为La、Pr、Tb、Eu或Yb,x=0.05~0.15,TM为Mn、Cr、Co或Ni,y=0.01~0.05。

2.根据权利要求1所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜,其特征在于:所述的Bi1-xRExFe0.97-yMn0.03TMyO3晶态膜的晶型为类四方相结构,且其生长取向为(110);CoFe2O4晶态膜的晶型为立方相尖晶石结构,其空间群为Fd-3m。

3.根据权利要求1或2所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜,其特征在于:2

其晶粒尺寸为50~100nm,室温下其剩余极化强度为100~130μC/cm,剩余磁化强度为3

60~90emu/cm。

4.一种Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,按摩尔比为1:2将Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中,搅拌均匀,得到CoFe2O4前驱液,CoFe2O4前驱液中Co离子的浓度为0.05~

0.2mol/L;

步骤2,将Bi(NO3)3·5H2O、硝酸RE、Fe(NO3)3·9H2O和TM的乙酸盐或硝酸盐按摩尔比为

1.05-x:x:1-y:y溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中,搅拌均匀,得到Bi1-xRExFe1-yTMyO3前驱液,其中RE为La、Pr、Tb、Eu或Yb,x=0.05~0.15,TM为Mn、Cr、Co或Ni,y=0.01~

0.05,Bi1-xRExFe1-yTMyO3前驱液中金属离子的总浓度为0.1~0.3mol/L;

步骤3,采用旋涂法在FTO/glass基片上旋涂CoFe2O4前驱液,得CoFe2O4薄膜,CoFe2O4薄膜经匀胶后在200~350℃下烘烤得干膜,再在600~620℃退火,得到晶态CoFe2O4薄膜;

步骤4,待晶态CoFe2O4薄膜冷却后,在晶态CoFe2O4薄膜上重复步骤3,直至达到所需厚度,得到CoFe2O4晶态膜;

步骤5,在CoFe2O4晶态膜上旋涂Bi1-xRExFe1-yTMyO3前驱液,得Bi1-xRExFe1-yTMyO3薄膜,经匀胶后在200~260℃下烘烤得干膜,再在500~550℃退火,得到晶态Bi1-xRExFe1-yTMyO3薄膜;

步骤6,待晶态Bi1-xRExFe1-yTMyO3薄膜冷却后,在晶态Bi1-xRExFe1-yTMyO3薄膜上重复步骤

5,直至达到所需厚度,得到Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜。

5.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:所述CoFe2O4前驱液中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(2.5~3.5):1;

所述Bi1-xRExFe1-yTMyO3前驱液中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(2.5~3.5):1;

步骤1和步骤2中搅拌均匀所需的时间为1.5~2h。

6.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3在进行前先对FTO/glass基片进行清洗,然后在紫外光下照射处理,再旋涂CoFe2O4前驱液;

所述步骤5在进行前先对CoFe2O4晶态膜进行紫外光照射处理,再旋涂Bi1-xRExFe1-yTMyO3前驱液。

7.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3和步骤5中的匀胶转速为3500~4500r/min,匀胶时间为10~20s。

8.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3和步骤5中匀胶后的烘烤时间为5~15min。

9.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3中的退火时间为15~30min,步骤5中的退火时间为5~15min。

10.根据权利要求4所述的Bi1-xRExFe1-yTMyO3/CoFe2O4多铁性复合膜的制备方法,其特征在于:晶态CoFe2O4薄膜的层数为3~11层,晶态Bi1-xRExFe1-yTMyO3薄膜的层数为12~

16层。