1.一种(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将Bi(NO3)3·5H2O、Yb(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、C6H9MnO6·2H2O作为原料,按照摩尔比为1.05-x:x:0.98:0.02加入到乙二醇甲醚中,搅拌至完全溶解,再加入乙酸酐搅拌均匀,得到前驱液,其中x=0.06~0.12;
2)采用旋涂法在FTO/glass基片上旋涂前驱液,得到湿膜,湿膜经匀胶后在190~210℃下烘烤得干膜,再于540~560℃下在空气中退火,然后随炉冷却至室温,得到Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3薄膜;
3)在得到的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3薄膜上重复步骤2),直至达到所需厚度,即得到(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜。
2.根据权利要求1所述的(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中搅拌至完全溶解所需的时间为20~40min,搅拌均匀所需的时间为80~100min。
3.根据权利要求1所述的(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述前驱液中乙二醇甲醚和乙酸酐的体积比为(2.5~3.5):1,前驱液中金属离子的总浓度为0.2~0.4mol/L。
4.根据权利要求1所述的(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2)在进行前先将FTO/glass基板表面依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇清洗干净,封存在无水乙醇中备用;然后取出要使用的FTO/glass基板,用去离子水洗净、吹干,再在紫外光照射仪中照射30~40min。
5.根据权利要求1所述的(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中的匀胶转速为3600~4000r/min,匀胶时间为12~18s。
6.根据权利要求1所述的(012)晶面择优取向的Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中匀胶后的烘烤时间为6~10min,退火时间为10~15min。
7.权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的(012)晶面择优取向的Bi1-
xYbxFe0.98Mn0.02O3铁电薄膜,其特征在于:该薄膜的结构式为Bi1-xYbxFe0.98Mn0.02O3,x=0.06~0.12;该薄膜属于三方结构,空间群为R3c:H,晶胞参数a=b=5.5810,c=13.8757,且该薄膜沿(012)晶面择优取向生长;
在测试频率为1kHz的条件下,该薄膜的介电常数为366~493;在电场为200kV/cm的条件下,该薄膜的漏电流密度为8.04×10-5~1.34×10-4A/cm2;
在测试频率为1kHz,最大测试电场为945kV/cm的条件下,该薄膜的剩余极化强度为78~150μC/cm2,矫顽场为314~362kV/cm,正向反转电流为0.57~0.91mA,且随着正向反转电流的增加,剩余极化值逐渐增大。