锌掺杂对铁酸铋薄膜结构及多铁性能的影响

摘要：

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了BiFe1-x Znx O3(BFZO)(x=0、2％、4％、6％)(摩尔分数)薄膜,并系统研究了Zn掺杂对BiFeO3(BFO)薄膜结构、表面形貌、漏电流密度、铁电及铁磁性能的影响.XRD图谱显示,所有样品均为钙钛矿结构,无其他杂质相引入.扫描电子显微镜(SEM)测试表明,当Zn掺杂量(x)为4％时,BFZO薄膜表现出均匀的细晶粒和更高的密度,有助于改善漏电流密度.漏电流密度曲线表明,在300 kV/cm的电场下,BiFe0.96Zn0.04 O3薄膜的漏电流密度(J)最低为1.56×10-6 A/cm2,比纯BFO薄膜的低3个数量级.同时,BiFe0.96Zn0.04O3薄膜在室温下表现出较大的剩余极化(2Pr=20.91μC/cm2),是BFO(2Pr=4.96μC/cm2)的4倍多.此外,Zn掺杂也增强了BFO薄膜的铁磁性能,随着Zn掺杂浓度的提高,BFZO薄膜的饱和磁化强度显著增强,使BiFeO3薄膜在信息存储方面存在潜在的应用价值.

关键词：BiFeO3、溶胶-凝胶法、漏电流密度、剩余极化强度、磁滞回线、多铁性能、Zn掺杂

所属期刊栏目：52

分类号：O484.4;O482.5(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金;贵州大学国家级重点重大培育项目;贵州大学引进人才科研项目

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：621-628