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专利号: 201310714216X
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
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:

1.一种高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜,其特征在于:其化学式为Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3,x=0.01~0.05;在1kHz频率下,其剩余极化强度为59.3~95.2μC/2

cm,矫顽场为280~368kV/cm,介电常数为239.2~348.57。

2.根据权利要求1所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜,其特征在于:其为菱方结构,空间点群为R-3m(166),晶胞参数

晶粒尺寸大小为20~90nm。

3.根据权利要求1或2所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜,其特征在于:包括Bi0.90Dy0.10Fe0.99Mn0.01O3铁电薄膜、Bi0.90Dy0.10Fe0.98Mn0.02O3铁电薄膜、Bi0.90Dy0.10Fe0.97Mn0.03O3铁电薄膜和Bi0.90Dy0.10Fe0.95Mn0.05O3铁电薄膜;

并且Bi0.90Dy0.10Fe0.99Mn0.01O3铁电薄膜在583kV/cm的电场下,剩余极化强度为59.3μC/cm2,矫顽场为280kV/cm,在1kHz~1MHz频率范围内,介电常数为295.4~256.5;

Bi0.90Dy0.10Fe0.98Mn0.02O3铁电薄膜在583kV/cm的电场下,剩余极化强度为94.59μC/cm2,矫顽场为368kV/cm,在1kHz~1MHz频率范围内,介电常数为239.2~279.1;

Bi0.90Dy0.10Fe0.97Mn0.03O3铁电薄膜在1083kV/cm的电场下,饱和极化强度为131.72μC/cm2,剩余极化强度为95.20μC/cm2,矫顽场为335kV/cm,在1kHz~1MHz的频率范围内,介电常数为320.3~263.9,在250kV/cm的电场下,漏电流密度为2.8×10-5A/cm2;

Bi0.90Dy0.10Fe0.95Mn0.05O3铁电薄膜在750kV/cm的电场下,剩余极化强度为60.2μC/cm2,矫顽场为316kV/cm,在1kHz~1MHz的频率范围内,介电常数为348.57~243.4。

4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步 骤 1:按 摩 尔 比 为 0.95:(1-x):0.10:x 将 Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Dy(NO3)3·6H2O和C4H6MnO4·4H2O溶于由乙二醇甲醚和醋酸酐混合而成的混合液中,搅拌均匀,得前驱液;其中,前驱液中总的金属离子浓度为0.25~0.35mol/L,x=0.01~0.05;

步骤2:将前驱液旋涂在FTO/glass基片上制备湿膜,湿膜经匀胶后在180~210℃下烘烤得干膜,再在540~550℃退火,得到Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3薄膜;

步骤3:待Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3薄膜冷却后,再在Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3薄膜上重复步骤

2,使Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3薄膜达到所需厚度,即得到高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜。

5.根据权利要求4所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤1中混合液中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(2.5~3.5):1。

6.根据权利要求4或5所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤1中x=0.01、0.02、0.03或0.05。

7.根据权利要求4所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤2中先将FTO/glass基片清洗、烘干,然后在紫外光下照射处理,使FTO/glass基片表面达到原子清洁度,最后再旋涂前驱液。

8.根据权利要求4或7所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤2中匀胶时的匀胶速率为3800~4100r/min,匀胶时间为12~

20s。

9.根据权利要求4或7所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤2中匀胶后的烘烤时间为8~12min。

10.根据权利要求4或7所述的高介电常数的Bi0.90Dy0.10Fe1-xMnxO3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤2中退火时间为7~9min。