人工晶体学报

作者：杨松, 何颖子, 王建卫, 张敏, 王旭

单位：1.贵州工程应用技术学院理学院,毕节 551700;；2.贵州大学大数据与信息工程学院,贵州省电子复合材料重点实验室,贵阳 550025

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,

基金：国家自然科学基金(51762010);贵州大学国家级重点(重大)培育项目(201813);贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字(2021)46号)

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了BiFe1-xZnxO3(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,BiFe0.96Zn0.04O3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=20.91 μC/cm2),是BFO(2Pr=4.96 μC/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。

来源：2023年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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