铁酸铋-钛酸铅/FTO导电玻璃结构材料的制备方法

摘要

本发明涉及在FTO(掺F的SnO₂)导电玻璃衬底上制备高质量的铁酸铋-钛酸铅薄膜，属于无机非金属材料制备工艺技术领域。本发明采用FTO(掺氟的SnO₂)导电玻璃作为衬底，以溶胶-凝胶方法制备得到集铁电存储与可见光光电响应功能于一身的铁酸铋－钛酸铅(0.7BFO-0.3PT)薄膜/FTO导电玻璃结构材料。通过制备铂金Pt上电极及其ITO(掺Sn的In₂O₃)透明电极分别对其电学、光学性能进行表征。

主权项

一种具有铁电存储及可见光光电响应功能的铁酸铋‑钛酸铅/FTO导电玻璃结构材料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：FTO 导电玻璃衬底的预处理：用丙酮轻擦洗衬底表面，再经过丙酮、无水乙醇3次超声振荡，每次至少5分钟，最后用去离子水清洗，烘干备用；铁酸铋‑钛酸铅，即0.7BFO‑0.3PT溶胶的制备：(1) 用分析天平称取一定量的钛酸正四丁酯，加入适量乙二醇甲醚；称取一定量醋酸铅，60℃油浴搅拌至澄清；之后加入一定量的混合液；混合液组成为：水，冰醋酸与乙二醇甲醚三者按一定的摩尔比例1:2:1混合制成；配置得到钛酸铅的前驱体溶液；(2) 将油浴温度调节至90℃，持续搅拌前驱体溶液2小时后取下放置常温；室温下加入一定量乙二醇甲醚搅拌溶解；接着加入一定比例甲酰胺，甲酰胺的加入量以其与钛酸正四丁酯的摩尔比1:2~1:6来计量；搅拌均匀后按照0.7BFO‑0.3PT的比例分别称取一定量五水硝酸铋和九水硝酸铁，先后加入，然后室温搅拌至完全溶解，最后用滴定管加入一定比例冰醋酸，搅拌24h，形成铁酸铋‑钛酸铅，即0.7BFO‑0.3PT溶胶，静置12‑48h后待用；在FTO导电玻璃上涂覆铁酸铋‑钛酸铅，即0.7BFO‑0.3PT薄膜及退火处理：使用SC‑1B型台式匀胶机将制备的前驱体溶胶以1000转/分钟，5秒；3000转/分钟，25秒的速度旋涂在FTO导电玻璃衬底上，然后再BP‑2B型烘胶台上240℃烘去大部分的挥发性有机物，接着在KG‑2‑ZE型快速光热炉中在500℃下预结晶5分钟，得到一层薄膜；如此重复上述旋涂、结晶工艺12次，得到一定厚度的薄膜；最后在马弗炉中600℃退火1小时使其完全晶化；最终得到完整的铁酸铋‑钛酸铅/FTO玻璃结构材料。