一种自组装单层膜表面制备BiFeO₃薄膜图案化的方法

摘要

本发明公开了一种自组装单层膜表面制备BiFeO3薄膜图案化的方法，按照以下步骤：(1)制备洁净基片；(2)制备OTS-SAMs基体；(3)制备图案化SAMs；(4)制备前驱体溶液；(5)制备BiFeO3薄膜；(6)BiFeO3薄膜在60℃低温环境下干燥，然后在350℃进行预处理10min以便络合物及有机物分解获得样品；最后将样品放于马弗炉中以3℃/min速率升温，在400-620℃的高温下保温2小时使BiFeO3薄膜晶化。本发明的有益效果是所制备的BiFeO3薄膜表面结构致密均一，在较低的煅烧温度下即可生成纯相的BiFeO3薄膜，还可以根据不同的实际需要提供不同表面微结构的BiFeO3图案化薄膜。制备工艺简单，制备过程也不会产生污染，是一种环境友好薄膜制备技术。

主权项

自组装单层膜表面制备BiFeO3薄膜图案化的方法，其特征在于，按照以下步骤：(1)制备洁净基片；(2)制备十八烷基三氯硅烷‑自组装单层膜基体：首先把十八烷基三氯硅烷和甲苯按体积分数比1∶99的比例配制十八烷基三氯硅烷‑甲苯溶液，将洁净基片浸入十八烷基三氯硅烷‑甲苯溶液中浸泡，浸泡后的基片用丙酮在超声波下清洗后并用氮气吹干，置于120℃下保温5‑10min去掉残留杂质得到十八烷基三氯硅烷‑自组装单层膜基体；(3)制备图案化自组装单层膜：将十八烷基三氯硅烷‑自组装单层膜基体在光掩膜的覆盖下，在紫外光下照射120‑240min，得到图案化自组装单层膜；紫外光λ＝184.9nm；(4)制备前驱体溶液：将Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O以1∶1的摩尔比溶于醋酸溶液中，搅拌使之完全溶解，形成Fe3+和Bi3+摩尔浓度分别为0.25‑0.3mol/L的透明溶液，将柠檬酸按Fe3+和Bi3+总摩尔数与柠檬酸分子摩尔数之比为1∶1的比例加入透明溶液中，搅拌均匀得到稳定的前驱体溶液；所述醋酸溶液中的醋酸与水的体积比是6∶1；(5)制备BiFeO3薄膜：用提拉法制备BiFeO3薄膜，提拉速度为1‑4mm/min；(6)使BiFeO3薄膜图案化：BiFeO3薄膜在60℃干燥，然后在300‑350℃进行预处理10‑30min以便络合物及有机物分解获得样品；最后将样品放于马弗炉中以1‑3℃/min速率升温，在400‑620℃的高温下保温120‑240min使BiFeO3薄膜晶化。