[发明专利]一种Tb、Mn 和Ni 三元共掺杂的低漏电流BiFeO3 薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种制备Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将硝酸铋、硝酸铁、硝酸铽、醋酸锰和乙酸镍按（0.91-0.97）:（0.96-x）:（0.08-0.14）:0.04: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，并搅拌均匀，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=0.01～0.02；

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℃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）使晶态BiFeO₃薄膜达到所需厚度，即得到Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤1）混合液中的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所述的制备Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤1）中硝酸铋、硝酸铁、硝酸铽、醋酸锰和乙酸镍的摩尔比为0.94:（0.96-x）:0.11:0.04:x。

4.根据权利要求3所述的制备Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤2）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3所述的制备Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的方法，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3～5中任意一项权利要求所述方法制备的Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜，其特征在于：该Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜的化学组分为Bi_0.89Tb_0.11Fe_0.96-xMn_0.04Ni_xO₃，x=0.01～0.02；且为六方结构属于R3c空间群，在350kV/cm的电场下，Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜漏电流密度在10^-5A/cm²以下，在100kHz的测试频率下介电常数为240～270。

7.根据权利要求6所述的Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜，其特征在于：x=0.02，该Tb、Mn和Ni三元共掺杂的低漏电流BiFeO₃薄膜晶粒尺寸在50～80nm。