BiFeO-,3-功能薄膜的液相自組裝方法制備.pdf

1、本文嘗試了一種新的薄膜材料合成制備方法-自組裝單層膜法。采用自組裝單層膜(Self-AssembledMonolayers，SAMs)技術(shù)與液相沉積(LiquidPhaseDeposition,LPD)技術(shù)相結(jié)合，以Fe(NO3)3·9H2O、Bi(NO3)3·5H2O、冰醋酸和檸檬酸為主要起始反應(yīng)物來配制前驅(qū)液，以三氯十八烷基硅烷為自組裝模版，利用功能化自組裝膜層對(duì)前驅(qū)體溶液的誘導(dǎo)作用，制備出了具有晶體結(jié)構(gòu)的鐵酸鉍薄膜。
　　

2、 本課題首先對(duì)三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane，OTS)在玻璃表面的自組裝功能化進(jìn)行了研究。利用接觸角測(cè)試儀和原子力顯微鏡(AFM)考察了OTS-SAM基底經(jīng)紫外光照射改性前后基板表面潤(rùn)濕性和單層膜形貌的變化。結(jié)果表明，OTS-SAM在基板表面完全成膜的浸泡時(shí)間分別為20min；紫外光修飾OTS-SAM的最佳時(shí)間為30min。OTS-SAM單層膜物質(zhì)在紫外光照射之前表面平整光滑，均勻平坦；紫外光修飾

3、后表面的粗糙度明顯增加，呈現(xiàn)規(guī)律的鋸齒條紋狀。
　　 OTS-SAM經(jīng)紫外光照射改性后的基片具有極強(qiáng)的親水性，使得薄膜前驅(qū)液能夠在基板表面充分地潤(rùn)濕，有利于陶瓷先驅(qū)粒子在基板表面吸附與生長(zhǎng)。利用功能化自組裝膜層對(duì)前驅(qū)體溶液的誘導(dǎo)作用，制備出了具有晶體結(jié)構(gòu)的鐵酸鉍薄膜。X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、XPS光電子能譜(XPS)、紅外光譜(FT-IR)、金相顯微鏡等測(cè)試對(duì)BiFeO3薄膜的結(jié)構(gòu)、相組成、表面形貌及化學(xué)

4、組成進(jìn)行了考察，研究結(jié)果表明：在前驅(qū)液濃度為C=0.010mol/L(C檸檬酸:CBi(NO3)3:CFe(NO3)3=2:1:1)、冰醋酸加入量為1.8ml(前驅(qū)液為50ml)、沉積溫度T=70℃、沉積時(shí)間t=12h,600℃晶化2h的條件下，在玻璃基板表面成功制備出結(jié)晶良好具有六方相晶型的BiFeO3薄膜，且薄膜表面平整，結(jié)構(gòu)致密均一，與基底結(jié)合牢固。
　　 本課題同時(shí)對(duì)共沉淀方法制備BiFeO3粉體進(jìn)行了初步的研究，結(jié)果表