[发明专利]一种具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜及其制备方法。包括复合在一起的下层膜和上层膜；下层膜化学式为La_0.7Sr_0.3MnO₃，为钙钛矿结构，空间群为R3c；上层膜化学式为Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.97‑xMn_0.03Ni_xO₃‑Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.97‑yMn_0.03Ni_yO₃，为扭曲的菱方钙钛矿结构，空间群为R3c，其中，x≤0.04，y≤0.04，且x≠y。采用溶胶凝胶法通过旋涂得到。本发明所述的BiFeO₃基超晶格/LSMO复合薄膜具有电阻开关效应。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜及其制备方法。

背景技术

铁电材料尤其是铁电超晶格在自然中一般都是不存在的。由于基础理论科学及工艺方面的进步，铁电超晶格的研究蓬勃发展起来。超晶格是指周期性交替生长的两种或多种材料构成的人造晶体。相邻两层不同材料的厚度合称为超晶格的周期长度。BiFeO₃(简写BFO)作为一种重要的室温多铁性材料，其所组成的多铁异质结在各个方面被广泛研究，而且由于BiFeO₃能隙窄且剩余极化强度高而作为铁电阻变器件的重要材料被进行了大量研究，其电阻转换行为的起源是具有半导体性质的BiFeO₃和其上下电极之间的界面在不同极化状态下势垒的变化。

但BiFeO₃中铋元素的易挥发以及部分Fe³⁺向Fe²⁺的转变，使得薄膜中存在着严重的漏导现象，导致铁电性能降低，从而导致薄膜电阻开关效应受到不良影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜，包括复合在一起的下层膜和上层膜；下层膜化学式为La_0.7Sr_0.3MnO₃，为钙钛矿结构，空间群为R3c；上层膜化学式为Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.97-xMn_0.03Ni_xO₃-Bi_0.89Ho_0.08Sr_0.03Fe_0.97-yMn_0.03Ni_yO₃，为扭曲的菱方钙钛矿结构，空间群为R3c，其中，x≤0.04，y≤0.04，且x≠y。

优选的，当x＝0.03，y＝0.01时，高低阻态开关比R_HRS/R_LRS为14.83～39.02。

优选的，在30V的电压下，剩余极化值P_r为78.8μC/cm²，反转电流I为0.9mA，电滞回线矩形度R_sq＝1.08，矫顽场强为190kV/cm。

一种所述的具有电阻开关效应的BFO基超晶格/LSMO复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：