i CK92Tbatl8FeCV薄膜上重復(fù)步驟5，重復(fù)15次，得到致密度高均勻性好的2-2型Bia92Tba Cl8FeCVC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜。
[0086]實(shí)施例7
[0087]步驟I，按摩爾比為1:2將Co (NO3) 2.6H20和Fe (NO3) 3.9H20溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中，攪拌2h，得到混合均勻的CoFe2O4前驅(qū)液，CoFe 204前驅(qū)液中Co離子的濃度為0.18mol/L，乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.2:1 ；
[0088]步驟2，將 Bi(NO3)3.5H20、Ce (NO3) 3.6H20 和 Fe (NO3) 3.9H20 按摩爾比為0.92:0.13:1 (RE = Ce, X = 0.13，硝酸鉍過量)溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中，攪拌2h，得到混合均勻的Bia87Ceai3FeO^驅(qū)液，Bi a87Cea 13FeO^驅(qū)液中金屬離子的總濃度為0.25mol/L，乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為3.2:1 ;
[0089]步驟3，將配制好的CoFe2O4前驅(qū)液靜置24h，將FTO/glass基板表面清洗干凈，并用紫外光照射儀照射，使FTO/glass基片表面達(dá)到原子清潔度，促使前驅(qū)液能夠在基板上良好的鋪展；然后在FTO/glass基片上旋涂CoFe2O4前驅(qū)液，得CoFe 204薄膜，勻膠轉(zhuǎn)速為4200r/min,勻膠時(shí)間為12s，勻膠結(jié)束后在320°C下烘烤6min得干膜，然后在605°C快速退火25min，得到晶態(tài)CoFe2O4薄膜。
[0090]步驟4，待晶態(tài)CoFe2O4薄膜冷卻后，在晶態(tài)CoFe 204薄膜上重復(fù)步驟3，重復(fù)6次，得到CoFe2O4晶態(tài)膜；
[0091]步驟5，將配制好的Bia87Ceai3FeO3前驅(qū)液靜置24h，采用紫外照射CoFe 204晶態(tài)膜30min，使得CoFe2O4晶態(tài)膜表面的浸潤(rùn)性得以改善。然后在CoFe 204晶態(tài)膜表面旋涂Bia87Ce0.13Fe03前驅(qū)液，得Bi 0.87Ce0.13Fe03'#膜，勻膠轉(zhuǎn)速為4200r/min，勻膠時(shí)間為12s，勻膠結(jié)束后在210 °C下烘烤12min得干膜，然后在530°C快速退火12min，得到晶態(tài)Bi0.87Ceai3Fe03'薄膜；
[0092]步驟6，待晶態(tài)Bia87Cea 13Fe(V薄膜冷卻后，在晶態(tài)Bi 0.87Ce0.13Fe(V薄膜上重復(fù)步驟5，重復(fù)12次，得到致密度高均勻性好的2-2型Bia87Ceai3FeCVC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜。
[0093]本發(fā)明采用旋涂法和逐層退火的工藝在FTO基板上制備出致密度高晶粒尺寸均勻的CoFe2O4薄膜。然后再在CoFe 204/FT0上制備BLxRExFeCV薄膜，最終形成2-2型Bi1^xRExFeO3ZCoFe2O4(RE = Ce,Pr,Tb,Eu,Yb等稀土元素)多鐵性復(fù)合膜。本發(fā)明采用溶膠凝膠工藝，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，適宜在大的表面和形狀不規(guī)則的表面上制備薄膜，且化學(xué)組分精確可控，并且可通過稀土元素?fù)诫s對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，從而大幅度提高薄膜的鐵電性能，同時(shí)采用強(qiáng)磁性尖晶石結(jié)構(gòu)的CoFe2O4作為磁層，使Bi HRExFeO3ZiC0Fe2O4復(fù)合薄膜的多鐵電性能大幅提尚。
[0094]以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種Bi HRExFeO3ZiC0Fe2O4多鐵性復(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CoFe2O4晶態(tài)膜，上層膜為Bi ^RExFeO-aB態(tài)膜，RE為Ce、Pr、Tb、Eu或Yb，X = 0.05 ?0.15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BiHRExFeO3Zt0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜，其特征在于:所述的BihRExFeO-aB態(tài)膜的晶型為類四方相結(jié)構(gòu)，且其生長(zhǎng)取向?yàn)?110) ;CoFe 204晶態(tài)膜的晶型為立方相尖晶石結(jié)構(gòu)，其空間群為Fd-3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的BiHRExFeCVC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜，其特征在于:其晶粒尺寸為80?120nm，室溫下其剩余極化強(qiáng)度為100?130 μ C/cm2，剩余磁化強(qiáng)度為50?80emu/cm3。
4.一種Bi HRExFeO3ZC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，按摩爾比為1:2將Co(NO3)2.6H20和Fe(NO3)3.9H20溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中，攪拌均勻，得到CoFe2O4前驅(qū)液，CoFe 204前驅(qū)液中Co離子的濃度為0.05?0.2mol/L ； 步驟2，將扮(勵(lì)3)3*5!120、硝酸RE和Fe(NO3)3.9Η20按摩爾比為1.05_χ:χ:1溶于乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液中，攪拌均勻，得到BihRExFeO3前驅(qū)液，其中RE為Ce、Pr、Tb、Eu或Yb，X = 0.05?0.15，BihRExFeO^驅(qū)液中金屬離子的總濃度為0.1?0.3mol/L ； 步驟3，采用旋涂法在FTO/glass基片上旋涂CoFe2O4前驅(qū)液，得CoFe 204薄膜，CoFe 204薄膜經(jīng)勻膠后在200?350°C下烘烤得干膜，再在600?620°C退火，得到晶態(tài)CoFe2O4薄膜； 步驟4，待晶態(tài)CoFe2O4薄膜冷卻后，在晶態(tài)CoFe 204薄膜上重復(fù)步驟3，直至達(dá)到所需厚度，得到CoFe2O4晶態(tài)膜； 步驟5，在CoFe2O4晶態(tài)膜上旋涂Bi ^RExFeO3前驅(qū)液，得Bi ^RExFeCV薄膜，經(jīng)勻膠后在200?260°C下烘烤得干膜，再在500?550°C退火，得到晶態(tài)BLxRExFeCV薄膜； 步驟6，待晶態(tài)BihRExFeCV薄膜冷卻后，在晶態(tài)Bi ^xRExFeCV薄膜上重復(fù)步驟5，直至達(dá)到所需厚度，得到BihRExFeO3ZC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BiHRExFeO3Zt0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:所述CoFe2O4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BipxRExFeO3前驅(qū)液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(2.5?3.5):1 ; 步驟I和步驟2中攪拌均勻所需的時(shí)間為1.5?2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BiHRExFeO3ZiC0Fe2O4多鐵性復(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，再旋涂CoFe2O4前驅(qū)液； 所述步驟5在進(jìn)行前先對(duì)CoFe2O4晶態(tài)膜進(jìn)行紫外光照射處理，再旋涂Bi 1_!￡1?!^603前驅(qū)液。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BiHRExFeO3Zt0Fe2O4多鐵性復(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?4500r/min，勻膠時(shí)間為10?20s。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BiHRExFeO3Zt0Fe2O4多鐵性復(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?15min。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BiHRExFeO3Zt0Fe2O4多鐵性復(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?30min，步驟5中的退火時(shí)間為5?15min。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Bi HRExFeO3ZiC0Fe2O4多鐵性復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:晶態(tài)CoFe2O4薄膜的層數(shù)為3?11層，晶態(tài)Bi ^RExFeCV薄膜的層數(shù)為12?16層。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種Bi1-xRExFeO3/CoFe2O4多鐵性復(fù)合膜及其制備方法，該復(fù)合膜包括復(fù)合在一起的Bi1-xRExFeO3晶態(tài)膜和CoFe2O4晶態(tài)膜，其中RE為Ce、Pr、Tb、Eu或Yb，x＝0.05～0.15；制備時(shí)先分別配制Bi1-xRExFeO3前驅(qū)液和CoFe2O4前驅(qū)液；然后在基片上旋涂制備多層CoFe2O4膜，再在CoFe2O4膜上旋涂制備多層Bi1-xRExFeO3膜，即得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明設(shè)備要求簡(jiǎn)單，制備的薄膜均勻性好，化學(xué)組分精確可控，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，使其具有高的剩余極化值和剩余磁化值。
【IPC分類】H01F41-02, H01F1-10
【公開號(hào)】CN104538139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410766087
【發(fā)明人】談國(guó)強(qiáng), 羅洋洋, 董國(guó)華, 任慧君, 夏傲
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日