Co摻雜BiFeO3薄膜的溶膠凝膠法制備及其性能研究

關曉英， 喬忠旺， 馬志深， 閆燈周， 孫言飛， 李 錦

（新疆大學物理科學與技術學院，新疆烏魯木齊830046）

Co摻雜BiFeO3薄膜的溶膠凝膠法制備及其性能研究

關曉英， 喬忠旺， 馬志深， 閆燈周， 孫言飛， 李 錦?

（新疆大學物理科學與技術學院，新疆烏魯木齊830046）

文章利用溶膠凝膠法在ITO／玻璃襯底上制備不同濃度Co摻雜的BiFe1-xCoxO3（x=0.00、0.05、0.1、0.15）薄膜樣品。研究了Co的摻雜對BiFeO3薄膜的結構、形貌、漏電流及介電性能的影響。X-射線衍射（XRD）結果顯示，未摻的和Co摻雜濃度為5%的BiFeO3樣品為菱方鈣鈦礦結構，屬于R3c空間群。而當Co摻雜濃度為10%和15%時，樣品變為四方結構。原子力顯微鏡（AFM）結果表明，隨著Co摻雜濃度的升高，鐵酸鉍薄膜變得越致密，且尺寸越小。漏電流和介電性能分析結果表明，隨著Co元素摻雜濃度的增加，產物的介電損耗有所增加，但其漏電流性能有所下降。當Co的摻雜濃度分別為10%和15%時，薄膜的漏電流很小。

鐵酸鉍；Co摻雜；溶膠-凝膠法；介電；漏電流

鐵酸鉍（BiFeO3）是一種典型的單相多鐵性材料，在室溫下，同時具有鐵磁性，鐵電性，鐵彈性，是少數室溫下同時具有鐵磁性和鐵電性的鐵磁電材料之一，其具有較高的鐵電居里溫度（TC=830℃）和反鐵磁奈爾溫度（TN=370℃），純的BiFeO3具有鈣鈦礦結構，由于其優良的物理特性和在自旋電子器件、現代光學、信息儲存微電子、傳感器件等方面的潛在應用前景，近年來受到了廣大科研工作者的青睞，許多科學家已經對其進行了深入的研究［1-4］。BiFeO3的制備方法有很多，如化學氣相沉積法，高溫固相燒結法［4］，水熱法［5，6］，溶膠凝膠法［1-3，7，8］，這些方法各有各的特點。……