国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      復(fù)合膜及其制備方法

      文檔序號(hào):1915986閱讀:605來(lái)源:國(guó)知局
      復(fù)合膜及其制備方法
      【專利摘要】本發(fā)明提供了一種Bi0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.02O3/Mn1-xCoxFe2O4復(fù)合膜及其制備方法,該復(fù)合膜包括復(fù)合在一起的Bi0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.02O3晶態(tài)膜和Mn1-xCoxFe2O4晶態(tài)膜;制備時(shí)先分別配制Bi0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.02O3前驅(qū)體溶液和Mn1-xCoxFe2O4前驅(qū)液;然后在基片上旋涂制備多層Mn1-xCoxFe2O4膜,再在Mn1-xCoxFe2O4膜上旋涂制備多層Bi0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.02O3膜,即得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明設(shè)備要求簡(jiǎn)單,制備的薄膜均勻性較好,摻雜量容易控制,大幅度提高了薄膜的鐵電性能和鐵磁性能,同時(shí)有效的降低了薄膜的漏電流密度。
      【專利說(shuō)明】_種 B i o 9oErο.1oFe。.^Co0 o2^n0.c^Os/Mr^iGOxFepOd復(fù)合I旲及其制備方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域,涉及復(fù)合薄膜及其制備方法,具體涉及一種Bia9(lErQ.1QFe0.96Co0.02Mn0.Cl2CVMrvxC0xFe2O4 復(fù)合膜及其制備方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002]BiFeOjt為少數(shù)在室溫下同時(shí)具有鐵電有序(TC = 810°C )和G型反鐵磁有序(TN=380°C )的多鐵材料之一,由于其磁電耦合性質(zhì)在信息存儲(chǔ)、自旋電子器件、圖像顯示、熱釋電效應(yīng)、非致冷紅外焦平面陣列等方面的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)圍繞BiFeO3S鐵材料的研宄越來(lái)越多。純相81?603具有扭曲的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(屬于R3c點(diǎn)群),晶胞中心的Fe原子和面心處的六個(gè)氧原子形成了鐵氧八面體,由于鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,立方晶胞沿著體對(duì)角線(111)的方向拉伸而成三角鈣鈦礦結(jié)構(gòu),Bi離子沿著(111)方向相對(duì)于鐵氧八面體發(fā)生位移,導(dǎo)致了晶體結(jié)構(gòu)的不均勻而產(chǎn)生自發(fā)極化。
      [0003]然而,在BiFeO^由于Fe 3+價(jià)態(tài)的波動(dòng)以及在BiFeO 3薄膜制備過(guò)程中Bi的揮發(fā),導(dǎo)致薄膜中氧空位的形成,從而B(niǎo)iFeC^i往出現(xiàn)較大的漏電流,很難得到比較飽和的極化曲線。同時(shí),BiFeO3M料在室溫下的弱磁性也限制了其得進(jìn)一步發(fā)展。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明的目的在于提供一種Bia9tlEra Jea96Coc1.Cl2Mnaci2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜及其制備方法,能夠有效降低漏電流,同時(shí)改善鐵電性能和鐵磁性能。
      [0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
      [0006]—種 Bi。.S3tlEraiciFea96Coaci2Mnc1.Q2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜,包括復(fù)合在一起的下層膜和上層膜,其中下層膜為MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜,上層膜為Bi α9(ιΕι.α 1(lFe(l.96CO(l (l2Mna(l203晶態(tài)膜,X = O ?0.4。
      [0007]所述的Bi0 90Er0.^lFea96Coaci2Mnaci2O3晶態(tài)膜為類四方相結(jié)構(gòu);Mn ^CoxFe2O4晶態(tài)膜為立方相結(jié)構(gòu),空間結(jié)構(gòu)群為Fd-3m。
      [0008]所述的X = 0.01 ?0.4。
      [0009]一種Bi^EruFe^Cc^Mn^tVMiVXCoXFe^復(fù)合膜的制備方法,包括以下步驟:
      [0010]步驟1,按摩爾比為2:X: 1-X將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳溶于乙二醇甲醚中,再加入醋酸酐,得到MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液,其中Mn ^xCoxFe2O4前驅(qū)液中金屬離子的總濃度為0.1 ?0.3mol/L,x = O ?0.4 ;
      [0011]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中,得Bia 90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.^辦前驅(qū)體溶液,其中Bia9tlErtl WFeci 96Coci ci2Mnci ci2O3前驅(qū)體溶液中金屬離子的總濃度為0.1?0.3mol/L,溶劑為乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液;
      [0012]步驟3,采用旋涂法在FTO/glass基片上旋涂MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液,得Mn ^xCoxFe2O4薄膜,MrvxCoxFe2O4薄膜經(jīng)勾膠后在180?200°C下烘烤得干膜,再于600?620°C下在空氣中退火,得到晶態(tài)MrvxCoxFe2O4薄膜;
      [0013]步驟4,待晶態(tài)MrvxC0xFe2O4薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn ^xCoxFe2O4薄膜上重復(fù)步驟3,直至達(dá)到所需厚度,得到MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜;
      [0014]步驟5,在 MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜上旋涂 Bi 0.90Er0.KlFea96C0aci2Mncici2O3前驅(qū)體溶液,得Bi0.9(|Er。.1(lFe。.96Co。.Q2Mnatl2O3薄膜,Bi Cl9tlEraiciFea96Coaci2Mncici2O3薄膜經(jīng)勻膠后在 180 ?200°C溫下烘烤得干膜,再于520?550°C下在空氣中退火,得到晶態(tài)Bia9tlEraiciFea96C0aci2Mnaci2O3薄膜;
      [0015]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFea S36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,直至達(dá)到所需厚度,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02胞。.0203/Mn1_xCoxF e204 見(jiàn)合月旲。
      [0016]所述MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5?3.5):1 ;
      [0017]所述溶劑中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5?3.5):1。
      [0018]所述步驟3在進(jìn)行前先對(duì)FTO/glass基片進(jìn)行清洗,然后在紫外光下照射處理,使FTO/glass基片表面達(dá)到原子清潔度,再旋涂MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液;
      [0019]所述步驟5在進(jìn)行前先對(duì)MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜進(jìn)行紫外光照射處理,使MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜表面達(dá)到原子清潔度,再旋涂Bi 0.90Er0.KlFea96Coaci2Mncici2O3Iif驅(qū)體溶液。
      [0020]所述步驟3和步驟5中的勻膠轉(zhuǎn)速為3500?4500r/min,勻膠時(shí)間為10?20s。
      [0021]所述步驟3和步驟5中勻膠后的烘烤時(shí)間為5?8min。
      [0022]所述步驟3中的退火時(shí)間為15?22min,步驟5中的退火時(shí)間為5?15min。
      [0023]晶態(tài)MrvxCoxFe2O4薄膜的層數(shù)為 4 ?8 層,晶態(tài) Bi 0.90Er0.KlFea96Cotl.Q2Mntltl2O3薄膜的層數(shù)為12?16層。
      [0024]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
      [0025]1.本發(fā)明提供的Bia9tlEra Je^Co^Mn^CVMrVxCOxFeA復(fù)合膜的制備方法,選擇稀土元素Er作為BiFeOj^ A位摻雜元素,Er的摻入可以有效地增加晶格的畸變,并能夠抑制Bi元素的揮發(fā),減少氧空位含量,從而提高薄膜的磁電性能。同時(shí)選擇過(guò)渡金屬元素Co, Mn進(jìn)行BiFeOj^ B位的共摻雜,可抑制Fe 3+向Fe 2+轉(zhuǎn)變,從而減少薄膜中的缺陷,減小薄膜的漏導(dǎo)電流,使薄膜能夠得到飽和的電滯回線。但由于BiFeO3本身具有弱磁性的本質(zhì),所以本發(fā)明采用具有混相尖晶石結(jié)構(gòu)的MrvxCoxFe2O4薄膜與Bi 0.90Er0.KlFea96Coatl2Mnatl2O^膜進(jìn)行復(fù)合,MrvxC0xFe2O4具有強(qiáng)磁性,是理想的復(fù)合材料。本發(fā)明通過(guò)稀土元素Er和過(guò)渡金屬元素Mn、Co三元素共摻雜BiFeO3,并結(jié)合強(qiáng)磁性的MrvxCoxFe2O4,使制得的Bia9tlEraitlFe0.96Co0.,?.Cl2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜同時(shí)具有優(yōu)異的鐵電性能和鐵磁性能。
      [0026]2.目前用于制備BiFeCV薄膜的方法有很多,如化學(xué)氣相沉積法(CVD)、磁控濺射法(rf magnetron sputtering)、金屬有機(jī)物沉積法(MOD)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)、液相沉積法(LPD)、分子束外延法(MBE)、脈沖激光沉積法(PLD)、溶膠-凝膠法(Sol-Gel)等。相比其他方法,Sol-Gel方法由于設(shè)備簡(jiǎn)單,反應(yīng)容易進(jìn)行,反應(yīng)溫度較低,易操作,適宜在大的表面和形狀不規(guī)則的表面上制備薄膜,易實(shí)現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜,以及化學(xué)組分精確可控等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用來(lái)制備鐵電材料。本發(fā)明中采用溶膠凝膠法制備Bia9tlEraKlFea96Coatl2MnaCl2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜,設(shè)備要求簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)條件容易達(dá)到,摻雜量容易控制,通過(guò)對(duì)MnFe2O4薄膜的摻雜改性以及Mn PxCoxFe2O4薄膜與Bi0.90Er0.10Fe0.96Coa 02Mn0.W3薄膜的復(fù)合,能夠制備出均勾性好、高鐵電性能和鐵磁性能的B1.9(|Εγ。.1(|Fe。.96Co。.Q2Mn0^ Q2O3ZMn1-XCoxFe2O4 見(jiàn)合月旲。
      [0027]3.本發(fā)明提供的 Bia9tlEra^lFea96Coaci2MnaCl2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜,在原本近似呈鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵酸鉍晶格中摻雜稀土元素Er和過(guò)渡金屬元素Mn、Co,使鐵酸鉍晶格扭曲,結(jié)構(gòu)畸變加劇,同時(shí)減少薄膜中Fe2+和氧空位的含量,從而提高薄膜的鐵電性能和鐵磁性能,降低薄膜的漏電流密度,并且結(jié)合強(qiáng)磁性的MrvxCoxFe2O4膜,使本發(fā)明的Bi 0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.02O3ZMrvxCoxFe2O4復(fù)合膜同時(shí)具有優(yōu)異的鐵電性能和鐵磁性能。

      【專利附圖】

      【附圖說(shuō)明】
      [0028]圖1 是本發(fā)明制備的 Bia90Er0.KlFea96Coaci2Mnatl2O3晶態(tài)膜的 XRD 圖;
      [0029]圖2是本發(fā)明制備的MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜的XRD圖。

      【具體實(shí)施方式】
      [0030]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
      [0031]本發(fā)明提供的Bia9tlEraitlFea96CoaQ2Mnc1.02O3ZMivxCoxFe2O4復(fù)合膜,包括復(fù)合在一起的下層膜和上層膜,其中下層膜為MrvxC0xFe2O4晶態(tài)膜,上層膜為B1.⑷此。.1(lFe。.96Coq.Q2Mntl.Q2O3日日態(tài)月旲,x — O ?0.4,Bi 0.9oErQ.1QFe。.^Coaci2Mnatl2O3日日態(tài)H旲為類四方相結(jié)構(gòu)WrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜為立方相結(jié)構(gòu),空間結(jié)構(gòu)群為Fd_3m。優(yōu)選的x = 0.0l?0.4。
      [0032]實(shí)施例1
      [0033]步驟I,將硝酸鐵和醋酸錳按摩爾比為2:1溶于乙二醇甲醚中(X = O),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.2mol/L的穩(wěn)定的MnFe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0034]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.3mol/L的穩(wěn)定的B1.SwEraiciFeaS36Coaci2Mncitl2O3前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0035]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈桑蝗缓笾糜?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass基片上旋涂MnFe2O4前驅(qū)液,得MnFe 204薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為4000r/min,勻膠時(shí)間為15s,勻膠結(jié)束后,在200°C下烘烤5min得干膜,再在620°C下在空氣中層層退火15min,得到晶態(tài)MnFe2O4薄膜;
      [0036]步驟4,待晶態(tài)MnFe2O4薄膜冷卻后,在晶態(tài)MnFe 204薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)5次,得到MnFe2O4晶態(tài)膜;
      [0037]步驟5,將MnFe2O4晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射40min,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在MnFe2O4晶態(tài)膜上旋涂Bi Q.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203前驅(qū)體溶液,得 Bia90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203ii 膜,勻膠轉(zhuǎn)速為 4000r/min,勻膠時(shí)間為 15s,勻膠結(jié)束后,在200 °C下烘烤5min得干膜,再在550 °C下在空氣中層層退火5min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0038]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 13 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/MnFe204 復(fù)合膜。
      [0039]實(shí)施例2
      [0040]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.2:0.8溶于乙二醇甲醚中(x =0.2),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.2mol/L的穩(wěn)定的Mna8Coa2Fe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0041]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.3mol/L的穩(wěn)定的B1.SwEraiciFeaS36Coaci2Mncitl2O3前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0042]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈?;然后置?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass基片上旋涂Mna8Coa2Fe204前驅(qū)液,得Mn a8Coa2Fe204薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為4000r/min,勾膠時(shí)間為15s,勾膠結(jié)束后,在200°C下烘烤5min得干膜,再在620°C下在空氣中層層退火15min,得到晶態(tài)Mna8Coa2Fe2O4薄膜;
      [0043]步驟4,待晶態(tài)Mna8Coa2Fe2O4薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Q.8CoQ.2Fe204薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)5次,得到Mntl 8Cotl 2Fe2O4晶態(tài)膜;
      [0044]步驟5,將Mntl.8Co0.2Fe204晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在Mn0 8Co0.2Fe204晶態(tài)膜上旋涂Bi Q.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203前驅(qū)體溶液,得Bi。.JraitlFeaD6Coaci2Mncici2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為4000r/min,勻膠時(shí)間為15s,勻膠結(jié)束后,在200 °C下烘烤5min得干膜,再在550 °C下在空氣中層層退火5min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0045]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 13 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/MnQ.8Co0.2Fe204 復(fù)合膜。
      [0046]實(shí)施例3
      [0047]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.4:0.6溶于乙二醇甲醚中(x =0.4),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.2mol/L的穩(wěn)定的Mna6Coa4Fe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0048]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.3mol/L的穩(wěn)定的B1.SwEraiciFeaS36Coaci2Mncitl2O3前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3:1 ;
      [0049]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈?;然后置?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass基片上旋涂Mna6Coa4Fe204前驅(qū)液,得Mn a6Coa4Fe204薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為4000r/min,勾膠時(shí)間為15s,勾膠結(jié)束后,在200°C下烘烤5min得干膜,再在620°C下在空氣中層層退火15min,得到晶態(tài)Mna 6Coa4Fe204薄膜;
      [0050]步驟4,待晶態(tài)Mn。.6Coa4Fe204薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Q.6CoQ.4Fe204薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)5次,得到Mntl6Coa4Fe2O4晶態(tài)膜;
      [0051 ] 步驟5,將Mn。.6Co0.4Fe204晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在Mn0 6Co0.4Fe204晶態(tài)膜上旋涂Bi Q.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203前驅(qū)體溶液,得Bi。.JraitlFeaD6Coaci2Mncici2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為4000r/min,勻膠時(shí)間為15s,勻膠結(jié)束后,在200 °C下烘烤5min得干膜,再在550 °C下在空氣中層層退火5min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0052]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 13 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/MnQ.6Co0.4Fe204 復(fù)合膜。
      [0053]實(shí)施例4
      [0054]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.1:0.9溶于乙二醇甲醚中(x =0.1),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.lmol/L的穩(wěn)定的Mna9Coa Je2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為2.5:1 ;
      [0055]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.lmol/L的穩(wěn)定的Bi0.9(lErQ.1(lFe(l.96C0(l.Cl2Mntltl2O3前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為2.5:1 ;
      [0056]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈?;然后置?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass基片上旋涂Mna9CoaiFe204前驅(qū)液,得Mn a9Coa Pe2O4薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為3500r/min,勾膠時(shí)間為20s,勾膠結(jié)束后,在180°C下烘烤8min得干膜,再在600°C下在空氣中層層退火22min,得到晶態(tài)Mna9Coa Je2O4薄膜;
      [0057]步驟4,待晶態(tài)Mna9Coa和204薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Cl9CoaiFe2O4薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)3次,得到Mn0.9Co0.Je2O4晶態(tài)膜;
      [0058]步驟5,將Mna9CoaiFe2O4晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在Mn0 9Co0.!Fe2O4晶態(tài)膜上旋涂Bi Q.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203前驅(qū)體溶液,得Bia90Er0.Jea96C0aci2Mnatl2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為3500r/min,勻膠時(shí)間為20s,勻膠結(jié)束后,在180 °C下烘烤8min得干膜,再在520 °C下在空氣中層層退火15min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0059]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 11 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.020^Mna9Coa Je2O4 復(fù)合膜。
      [0060]實(shí)施例5
      [0061]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.3:0.7溶于乙二醇甲醚中(x =0.3),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.3mol/L的穩(wěn)定的Mna7Coa3Fe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.5:1 ;
      [0062]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.2mol/L的穩(wěn)定的B1.SwEraiciFeaS36Coaci2Mncitl2O3前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.5:1 ;
      [0063]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈?;然后置?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass基片上旋涂Mna 7Coa3Fe204前驅(qū)液,得Mn α 7Coa 3Fe204薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為4500r/min,勾膠時(shí)間為10s,勾膠結(jié)束后,在190°C下烘烤7min得干膜,再在610°C下在空氣中層層退火17min,得到晶態(tài)Mna7Coa3Fe2O4薄膜;
      [0064]步驟4,待晶態(tài)Mna7Coa3Fe2O4薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Q.7CoQ.3Fe204薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)7次,得到Mn0.7Co0.3Fe204晶態(tài)膜;
      [0065]步驟5,將Mna 7Co0.3Fe204晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在Mn0 7Co0.3Fe204晶態(tài)膜上旋涂Bi Q.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203前驅(qū)體溶液,得Bia90Er0.Jea96C0aci2Mnatl2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為4500r/min,勻膠時(shí)間為10s,勻膠結(jié)束后,在190 °C下烘烤7min得干膜,再在530 °C下在空氣中層層退火12min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0066]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 15 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/MnQ.7Co0.3Fe204 復(fù)合膜。
      [0067]實(shí)施例6
      [0068]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.01:0.99溶于乙二醇甲醚中(x=0.01),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.15mol/L的穩(wěn)定的Mna99CoatllFe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為2.8:1 ;
      [0069]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.15mol/L的穩(wěn)定的Bi0.9QErQ 1(lFeQ 96CoQ Q2MnQ Q203前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為2.8:1 ;
      [0070]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈桑蝗缓笾糜?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass 基片上旋涂 Mn。.99Coa(llFe204前驅(qū)液,得 Mn (^99CoatllFe2O4薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為 3800r/min,勾膠時(shí)間為18s,勾膠結(jié)束后,在185°C下烘烤7min得干膜,再在605°C下在空氣中層層退火20min,得到晶態(tài) Mna99CoatllFe2O4薄膜;
      [0071]步驟4,待晶態(tài)Mna99Cotl.Q1Fe204薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Cl99CoatllFe2O4薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)4次,得到Mna99Cotl.Q1Fe204晶態(tài)膜;
      [0072]步驟5,將Mna99CoaQ1Fe204晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射40min,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在 Mn。.99Coa(llFe204晶態(tài)膜上旋涂 Bi Cl90Erc1.WFea96Coaci2Mnaci2CVtir驅(qū)體溶液,得Bi。.JraiciFea96Coc1.Q2Mncici2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為3800r/min,勻膠時(shí)間為18s,勻膠結(jié)束后,在185°C下烘烤7min得干膜,再在540 °C下在空氣中層層退火lOmin,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0073]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 12 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/Mn0.99Co0.01Fe204 見(jiàn)合月旲。
      [0074]實(shí)施例7
      [0075]步驟I,將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳按摩爾比為2:0.05:0.95溶于乙二醇甲醚中(x=0.05),再加入乙酸酐,得到總金屬離子濃度為0.25mol/L的穩(wěn)定的Mna95Coa^5Fe2O4前驅(qū)液,其中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.2:1 ;
      [0076]步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中(硝酸鉍過(guò)量),得到金屬離子總濃度為0.25mol/L的穩(wěn)定的Bi0.9QErQ 1(lFeQ 96CoQ Q2MnQ Q203前驅(qū)體溶液,乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.2:1 ;
      [0077]步驟3,選用FTO/glass基片為基底,將切割好的FTO/glass基片依次置于洗滌劑、丙酮、乙醇中用超聲波清洗,每次超聲波清洗1min后用大量蒸餾水沖洗基片,最后用氮?dú)獯蹈?;然后置?0°C烘箱烘烤5min,取出靜置至室溫;再將潔凈的FTO/glass基片置于紫外光照射儀中照射40min,使基片表面達(dá)到“原子清潔度”。采用旋涂法在潔凈的FTO/glass 基片上旋涂 Mn。.95Coa(l5Fe204前驅(qū)液,得 Mn (^95Coatl5Fe2O4薄膜,勾膠轉(zhuǎn)速為 4200r/min,勾膠時(shí)間為12s,勾膠結(jié)束后,在195°C下烘烤6min得干膜,再在615°C下在空氣中層層退火16min,得到晶態(tài) Mna95Coatl5Fe2O4薄膜;
      [0078]步驟4,待晶態(tài)Mna95Cotl.Q5Fe204薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn Cl95Coatl5Fe2O4薄膜上重復(fù)步驟3,重復(fù)6次,得到Mna95Cotl.Q5Fe204晶態(tài)膜;
      [0079]步驟5,將Mna J0aci5Fe2O4晶態(tài)膜置于紫外光照射儀中照射40min,使其表面達(dá)到原子清潔度;然后在 Mn。.95Coa(l5Fe204晶態(tài)膜上旋涂 Bi Cl90Erc1.WFea96Coaci2Mnaci2CVtir驅(qū)體溶液,得Bia9ciEraiciFeaD6Coaci2Mncici2O3薄膜,勻膠轉(zhuǎn)速為4200r/min,勻膠時(shí)間為12s,勻膠結(jié)束后,在195°C下烘烤8min得干膜,再在545°C下在空氣中層層退火8min,得到晶態(tài)B1.9οΕγ0.1oFe0.96Co0.02Mn0.0203薄月旲;
      [0080]步驟6,待晶態(tài)Bi。.WEraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFeaS36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,重復(fù) 14 次,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203/Mn0.95Co0.Q5Fe204 見(jiàn)合月旲。
      [0081]圖1是本發(fā)明制得的晶態(tài)Bia9tlEra ^lFea96Coatl2Mnatl2O3薄膜的XRD圖,如圖1所示,本發(fā)明制得的 Bi。.9(lErQ.1(lFe(l.96C0(l.Cl2Mnatl2O3薄膜的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)卡片[JCPDS N0.86-1518]吻合的很好,這表明制備的Er、Co、Mn共摻雜BiFeOf薄膜為類四方相結(jié)構(gòu),且具有良好的結(jié)晶度。
      [0082]圖2是本發(fā)明制得的晶態(tài)MrvxCoxFe2O4薄膜的XRD圖譜,x = O?0.4,從圖2中可以看出,Co元素的摻雜并沒(méi)有改變MnFe2O4的立方尖晶石及Fd_3m空間群結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)將有利于 Bi0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.Q203薄膜的性能提高。
      [0083]以上所述內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,不是全部或唯一的實(shí)施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換,均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
      【權(quán)利要求】
      1.一 種 Bi 0.!XlEraitlFeaS36Coatl2MnaQ2CVMrvxCoxFe2O4復(fù)合膜,其特征在于:包括復(fù)合在一起的下層膜和上層膜,其中下層膜為MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜,上層膜為B1.9οΕγ0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203日日態(tài)月旲,x — O ?0.4。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Biο.JraiciFea96C0aci2MnaQ2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜,其特征在于:所述的Bia9tlEra ^lFea96Coaci2Mnaci2O3晶態(tài)膜為類四方相結(jié)構(gòu);Mn HCoxFe2O4晶態(tài)膜為立方相結(jié)構(gòu),空間結(jié)構(gòu)群為Fd-3m。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1 或 2 所述的 Bi Cl9tlEraiciFea Joaci2Mntl.Cl2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜,其特征在于:所述的X = 0.01?0.4。
      4.一種 Bi Cl90EraiciFea96C0atl2MnaQ2CVMrvxC0xFe2O4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,按摩爾比為2:X: Ι-x將硝酸鐵、硝酸鈷和醋酸錳溶于乙二醇甲醚中,再加入醋酸酐,得到MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液,其中Mn PxCoxFe2O4前驅(qū)液中金屬離子的總濃度為0.1?0.3mol/L,X = O ?0.4 ; 步驟2,按摩爾比為0.945:0.96:0.10:0.02:0.02將硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸鉺、硝酸鈷和醋酸錳溶于溶劑中,得Bia 90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.^辦前驅(qū)體溶液,其中Bia9tlErtl WFeci 96Coci ci2Mnci ci2O3前驅(qū)體溶液中金屬離子的總濃度為0.1?0.3mol/L,溶劑為乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液; 步驟3,采用旋涂法在FTO/glass基片上旋涂MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液,得Mn ^xCoxFe2O4薄膜,MrvxCoxFe2O4薄膜經(jīng)勾膠后在180?200°C下烘烤得干膜,再于600?620°C下在空氣中退火,得到晶態(tài)MrvxCoxFe2O4薄膜; 步驟4,待晶態(tài)MrvxC0xFe2O4薄膜冷卻后,在晶態(tài)Mn ^xC0xFe2O4薄膜上重復(fù)步驟3,直至達(dá)到所需厚度,得到MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜; 步驟 5,在 MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜上旋涂 Bi Q.9(lErQ.HlFea96Coaci2Mnaci2O3前驅(qū)體溶液,得Bi0.9(|Er。.1(lFe。.96Co。.Q2Mnatl2O3薄膜,Bi Cl9tlEraiciFea96Coaci2Mncici2O3薄膜經(jīng)勻膠后在 180 ?200°C溫下烘烤得干膜,再于520?550°C下在空氣中退火,得到晶態(tài)Bia9tlEraiciFea96C0aci2Mnaci2O3薄膜; 步驟6,待晶態(tài)Bi。.JraitlFeaD6Coatl2Mnatl2O3薄膜冷卻后,在晶態(tài)Bi0.!XiEraitlFea S36Coatl2Mnatl2O3薄膜上重復(fù)步驟 5,直至達(dá)到所需厚度,得到 Bi 0.9oEr0.10Fe0.96Co0.02胞。.0203/Mn1_xCoxF e204 見(jiàn)合月旲。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4 所述的 Bi ο.90Er0.10Fe0.96CoQ.02Mn0.Cl2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:所述MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5?3.5):1 ; 所述溶劑中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5?3.5):1。
      6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Biο.!XiEraiciFea96CoaQ2MnQ.Q2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:所述步驟3在進(jìn)行前先對(duì)FTO/glass基片進(jìn)行清洗,然后在紫外光下照射處理,使FTO/glass基片表面達(dá)到原子清潔度,再旋涂MrvxCoxFe2O4前驅(qū)液; 所述步驟5在進(jìn)行前先對(duì)MrvxCoxFe2O4晶態(tài)膜進(jìn)行紫外光照射處理,使Mn HCoxFe2O4晶態(tài)膜表面達(dá)到原子清潔度,再旋涂Bia9tlEra KlFea96Coatl2Mntl.C12O3前驅(qū)體溶液。
      7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Biο.!XiEraiciFea96CoaQ2MnQ.Q2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:所述步驟3和步驟5中的勻膠轉(zhuǎn)速為3500?45001*/!^!!,勻膠時(shí)間為10?20so
      8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Biο.!XiEraiciFea96CoaQ2MnQ.Q2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:所述步驟3和步驟5中勻膠后的烘烤時(shí)間為5?8min。
      9.根據(jù)權(quán)利要求4 所述的 Bi ο.90Er0.10Fe0.96CoQ.02Mn0.Cl2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:所述步驟3中的退火時(shí)間為15?22min,步驟5中的退火時(shí)間為5?15min0
      10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Bi0.!XiEraiciFea96CoaQ2MnaQ2(VMrvxCoxFe2C)4復(fù)合膜的制備方法,其特征在于:晶態(tài)MrvxCoxFe2O4薄膜的層數(shù)為4?8層,晶態(tài)Bi 0.90Er0.10Fe0.96Co0.02Mn0.0203薄膜的層數(shù)為12?16層。
      【文檔編號(hào)】C03C17/34GK104478234SQ201410764660
      【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
      【發(fā)明者】談國(guó)強(qiáng), 鄭玉娟, 任慧君, 夏傲 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)
      網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
      • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
      1