铁酸铋反铁电体
铁酸铋反铁电体是一种特殊的铁电体材料，它在一定温度下表现为正常的铁电性质，但在某一温度下发生相变，变为反铁电性质。此时，在外电场下，该材料的电极化强度随着电场的增大而先增大再减小，呈现出一种强烈的非线性响应。这种性质使得铁酸铋反铁电体被广泛应用于高频电子元器件、存储器件等领域。
热处理工艺对铁酸铋薄膜结构和表面形貌的影响 摘要：采用溶胶凝胶法在ITO/glass衬底上制备出纯相BiFeO3薄膜。分析讨论了了退火温度、退火方式、对薄膜结构和形貌的影响。通过DTA-TG对溶胶前躯体进行表征,分析了BiFeO3溶胶与薄膜过程机理并确定了薄膜的预热处理温度和退火温度范围。通过XRD、SEM分析了薄膜的晶相及表面形貌。结果表明,薄膜采用层层退火方式结晶可提高薄膜结晶度，薄膜呈随机取向, 薄膜最佳退火温度为550℃下，测得其电滞回线，Pr值约为2.08C/cm2。 关键词: 铁酸铋;溶胶凝胶法;铁电薄膜 0引言 铁电薄膜研究开发较早,Evans[1]等人采用铁电薄膜制成非挥发性半导体随机存储器(FRAM),从而掀起了对铁电薄膜研究和应用的高潮[2]。近年来,一种新型的铁电材料BiFeO3(BFO)越来越吸引了人们的注意。BFO具有简单钙钛矿结构,其中氧八面体绕体对角线轴转动一定的角度,形成一种偏离理想钙钛矿结构的斜六方体结构[3]。BFO长程电有序和长程磁有序使其同时具有铁电性和反铁磁性,二者共存的特性为研制新型存储器件提供了坚实的理论基础和重要的现实意义[4]。 Sol—Gel法具有良好的均匀性，化学组分易控制及可在大面积表面上制膜等特点，因而常采用此法制备铁电薄膜[5-6]及BiFeO3薄膜。目前，用Sol-Gel法制备BiFe03薄膜的铁电性主要有铁电性极强(Pr>50C/cm2)[7-8]及铁电性较弱(Pr <10C/cm2)，同时电滞回线的饱和性较差[9-10]两种类型。Nea-ton等用Berry相理论计算了BiFeO3的铁电性并预言了两种极化状态同时存在的可能性[11]。实际上，外延应力是决定BiFeO3铁电性的一个重要因素。Sol—Gel法存在退火工艺和薄膜厚度问题。退火工艺直接决定BiFeo3薄膜的结晶程度从而影响其铁电和介电性，而薄膜厚度也是决定其性能的重要因素，当厚度超过微米级时，薄膜可能呈现某些块材的特征。本工作是以溶胶-凝胶(Sol—Gel)方法制备不同厚度薄膜,以及用不同退火方式和退火温度制备不同的薄膜，分析其结构、形貌及铁电等性能并讨论工艺对薄膜的影响,并得出制备BFO薄膜的最佳工艺。 1 实验 1.1 BiFeO3溶胶的制备 以分析纯硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和分析纯硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料，乙二醇和冰醋酸为溶剂，乙酰丙酮为螯合剂。按照BiFeO3的化学计量比配制，称取粉末状Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O，溶于适量的冰醋酸，用磁力搅拌器充分搅拌6-8小时直至溶解，然后加入乙酰丙酮作为螯合剂，最后再将乙二醇加入混合溶液中，用以调节浓度，得到所需浓度。搅拌数小时后得到一定浓度的透明、均匀、稳定的血红色前躯体溶液。配制时，由于Bi的挥发性，Bi(NO3)3·5H2O按过量10%计算，以弥补高温退火过程中由Bi的挥发对薄膜结
┊┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第一章绪论 §1.1 多铁性材料与磁电效应 铁电材料是一类电介质功能材料，在传感、驱动、信息存储等领域占据重要地位，形成“铁电物理学”等学科。磁性材料更是涉及面广，特别是在信息存储中仍占主导地位，磁存储技术的发展产生了“自旋电子学”等新兴学科。通常，铁电材料是电绝缘的，所以过渡金属中d壳层应为d0，而磁性材料是导电的，所以过渡金属的d壳层应为d n，因此，这二者本身是矛盾的。因而两类材料通常是不兼容的分属两个不同的独立领域。多铁性材料则是将这两类不同的特性集于一身，呈现铁电、(反)铁磁、铁弹等两种或两种以上铁性有序共存，更为重要的是，由于多种序参量之间的相互耦合作用会产生新的效应，例如，铁电/压电与磁性耦合产生磁电效应，即材料在外磁场作用下产生电极化，或者外电场调控磁性能，如图1.1所示。多铁性(磁电)材料是一种新型多功能材料，不但能用于单一铁性材料的应用领域，更在新型磁-电传感器件、自旋电子器件、新型信息随机存储器件等领域展现出巨大的应用前景；另一方面，多铁性磁电耦合的物理内涵涉及到电荷、自旋、轨道、晶格等凝聚态物理多个领域范畴；因而，已成为国际上一个新的前沿研究领域[1,2]。从学科内涵看，多铁性材料将传统上缺乏内禀联系的铁电与磁性两大类材料与电子、信息和能源产业密切联系的学科领域有机结合起来，并赋予其新的学科内容。 图1.1 铁电与铁磁相与调控
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊§1.2 发展现状与主要趋势 现在对铁电和铁磁共存的多铁性材料是研究最热门的，这种材料不仅同时具有铁电性和铁磁性，而且还存在着这两种性能的耦合，也就是说可由电场诱导产生磁极化，同时磁场也可以诱发电极化，即磁电偶合效应可以实现多功能器件的集成化，从而促进器件的微型化。多铁性材料的存在不仅开阔了基础科学的发展，同时这类具有多功能的铁性材料为新一代的器件设计提供了新的材料准备，例如信息存储器、换能器、自旋电子器件等。这类材料在材料科学及凝聚态物理领域有非常广的研究前景，研究题目比较丰富，随着更一步的研究，很多新颖的应用将会被人们发现，也就是说多铁性材料在未来通信、计算机、航空航天等领域有着不可估量的重要位置。 近十年以来，随着材料制备技术、表征手段和理论计算的进步，以及现代信息社会对新型信息功能器件的迫切需求，多铁性材料及其器件的研究迎来了前所未有的快速发展。国际著名的Nature，Science等期刊相继报道了多铁性材料中丰富的物理内涵和新颖的实验现象，在世界范围内掀起对多铁性的极大关注，以论文形式发表的研究成果呈指数性增长。2005 年以来，在素有材料研究领域“风向标”之称的美国材料研究学会(MRS)系列会议上，每年大会都将“多铁性与磁电”列为大会的分会之一，吸引了众多研究者参与和关注。2007 年底，Science“Areas To Watch”更是将多铁性材料列为未来世界范围内最值得关注七大前沿热点研究领域之一(欧洲大型强子对撞机、微RNA、人造微生物、古基因组学、多铁性、人类微生物组、大脑神经回路)，这是近十多年来整个材料领域的唯一入选项。目前，美国、德国、法国、日本等国家纷纷投入大量资源开展有关多铁性材料的研究，我国的多铁性材料研究也在蓬勃发展，在部分研究领域处于国际领先地位。 多铁性磁电材料的研究范围主要包括:1)磁功能材料科学(铁电材料、磁性材料、多铁性磁电材料)；2)凝聚态物理学(强关联凝聚态体系、自旋-轨道-电荷-晶格相互作用)；3)自旋电子学(自旋电子学、磁电子学、多铁性磁电子学)；4)电子器件物理与技术。 §1.3 多铁性材料的性能 铁电性： 首先发现铁电性的是法国人有铁电性的物质被称为铁电体。铁电体具有自发极化，且其矢量的取向随着外电场的改变而改变。铁电体的晶体结构影响着铁电体的自发极
多铁性材料及其研究进展 摘要：多铁性材料是指材料的同一个相中包含两种或两种以上铁的基本性能。综述了多铁性材料的发展历史、耦合机理和当前的研究概况；描述了单相多铁性材料和复合多铁性材料的性能特点与研究进展，包括种类、当前研究所存在的问题及相应的改善途径；展望了多铁电性材的发展趋势。 关键词：多铁性铁电铁磁研究进展 1引言 1994年瑞士的Schmid明确提出了多铁性材料这一概念，多铁性材料(multiferroics)是指材料中包含两种及两种以上铁的基本性能，这些铁的基 本性能包括铁电性（反铁电性），铁磁性（反铁磁性、亚铁磁性）和铁弹性。这类材料在一定的温度下同时存在自发极化和自发磁化，正是它们的同时存在引起的磁电耦合效应，使多铁性体具有某些特殊的物理性质，引发了若干新的、有意义的的物理现象，如：在磁场的作用下极化重新定向或者诱导铁电相变；在电场作用下磁化重新定向或者诱导铁磁相变[1]；在Curie温度铁磁相变点附近产生介电常数的突变。多铁性材料已成为当前国际上研究的一个热点。 2多铁性材料的形成条件 作为多铁性材料，铁电性和铁磁性必须同时共存。然而，铁电和铁磁材料中都具有的物理、结构和电学方面的性能在多铁性材料中则是受限制的。以下将通过分析一系列的性能来讨论铁电和铁磁自发共存的限制因素。 2.1对称性 铁电相存在的一个基本条件便是由高度对称相产生偏心结构扭曲并 出现电极化。在晶体结构类型中，分别有31个点群允许自发电极化和自 发磁极化的存在，但只有13个点群允许这两种特性共存于同一个相中。
对于很多候选材料来说，铁电和铁磁并不是只存在于一种对称型中，因此对称因素不是缺乏铁电磁材料的原因[2]。 2.2电性能 铁电材料必须是绝缘体（否则在外加电场时将感应产生电流，而不是极化）。铁磁体虽不需要特殊的电性能，但其往往是金属材料。对于多铁性材料，我们可以假设磁有序和电有序自发产生的缺乏，就是由于缺乏磁绝缘体。然而，扩展到铁磁材料或弱的铁磁体时，这种观点便不存在了，因为大多数的铁磁材料和铁磁体就是绝缘体。因此不能把磁有序的铁电材料缺乏简单地归咎到磁有序绝缘体的缺乏上。 2.3化学“d0态” 如果没有d电子产生的局域磁矩，就没有任何类型的磁有序存在。然而多数情况下，只要小阳离子的d壳层被部分占据，其失去中心对称，产生扭曲的趋势便是不存在的。这应该是众多因素造成的结果，包括半径大小、承受一个不同的更重要变形的趋势、电性能、磁性能或者以上某些因素的综合。 3单相多铁性材料 单相多铁性材料是指同时表现出铁电性和铁磁性的单相化合物，而且铁电性与铁磁性之间存在磁电耦合效应，从而可能实现铁电性和铁磁性的相互调控。多铁性材料的晶体结构类型主要有：钙钛矿型化合物、六角结构化合物、方硼石型化合物和BaMF4化合物等。其中铋类钙钛矿型化合物更是研究热点。铋系多铁性化合物则主要有BiFeO3、BiMnO3、BiCrO3，以及在理论上和实验上都有所突破的B位上有两种离子构造的单相层状钙钛矿结构的Bi系多铁材料。 3.1单相多铁性材料存在的问题 尽管单相多铁性材料具有一系列优越性能，但其还是不可避免地存在一些问题，制约着它的实际应用。 第一，从导电性来看，多铁性材料要实现铁电和铁磁的共存，材料必须为绝缘体，而一般的铁磁体都具有导电性。例如纯BiFeO3陶瓷由于Fe3+易变价而形成氧空位导致材料的绝缘性低，其性能方面存在一些缺陷如材料中漏电流大、易穿透而难以得到饱和极化强度。近年来一些研究者通过不同方法得到了BiFeO3材料的饱和电滞回线。Wang Y P等[3]采用快速液相
铁酸铋光催化材料研究进展 铁酸铋是唯一一种在室温下存在的单相多铁材料，因其具有较高的铁电居里温度、较大的剩余极化强度、较小的禁带宽度和多铁特性，受到国内外的广泛关注。本文综述了铁酸铋制备方法及掺杂元素对铁酸铋性能的影响，提出了亟需解决的问题。 标签：铁酸铋；制备方法；掺杂；性能 1 引言 BiFeO3材料是现如今已发现的为数不多一种在室温以上表现出多铁性能（铁电性及反铁磁性）的材料，其在信息存储、光电感应、传感器和自旋电子学等领域有着极其重要的应用。由于具有较高的理论剩余极化强度，展现出了其具有的潜在的铁电性能，有可能替代现在实际应用的铁电材料中部分含铅材料，如替代错钛酸铅，成为无铅铁电体的重要候选材料之一。又由于具有弱反铁磁性能，能够与铁电性一起发生磁电耦合效应，进一步拓展了其潜在应用价值。因此吸引着众多的科学家来研究如何合成BiFeO3材料及研究其多铁性能内在机制。 近年来，科学工作者已尝试通过各种途径改善材料的多铁性能，在改善其性能方面确实起到了良好的效果。概括起来主要通过以下几种途径： 第一途径，通过寻找合适的制备方法，降低制备过程中的烧结温度，改善制备工艺，通过这种途径在合成具有多铁性能的铁酸铋取得了良好效果；第二条途径，通过缩小BiFeO3材料颗粒尺寸，实现材料纳米化，来达到增强其多铁性能的目的，其主要是通过采用先进的制备工艺及方法，并改善工艺步骤来达到目的；第三条途径，通过摻杂改性，调节材料的多铁性能；第四条途径，制备BiFeO3薄膜材料；第五条途径，通过与其他铁电铁磁材料进行复合，形成固溶体或复合材料。这种方法通过引入铁电体提供该种多铁性材料体系的内部电场，或者通过引入铁磁性物质提供该种多铁性材料体系的内部磁场，来增强BiFeO3基固溶体材料的多铁性能，增加其磁电耦合系数，获得更好的磁电亲合效果。 2 铁酸铋的结构和磁性研究 1957年，铁酸铋被Roye等人首次合成。1960年，俄国科学家首次对铁酸铋的结构进行了研究，并提出了铁酸铋的R3c结构。1969年，美国科学家Michelet al利用X光单晶衍射和中子衍射确定了铁酸铋单晶中各个原子的位置以及原子之间的距离。他们认为铁酸铋的结构不应该表现出反铁磁性而应该是铁磁性，同时他们认为该结构的铁电矫顽场应该很大。1990年，Kubel.f.等人利用X光单晶衍射对铁酸铋的结构做出了更加精密的分析，为此后铁酸铋各方面性质的研究和分析，提供了有效数据。铁酸铋的第一性原理研究也是目前研究的一个热点。通过铁酸铋的结构，利用软件计算模拟出不同结构的铁酸铋对应的电磁性质。
材料科学前沿学习报告 张敏，材料化学，2012141421056 一、现代压电铁电材料（朱建国） 朱建国老师从压电效应展开论述，详尽阐述了压电材料的原理、结构和功能。从老师的讲述中我了解到了： 压电效应就是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷的现象。压电又分为正压电（外力去掉后恢复到不带电的状态）和逆压电（当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失）。最早发现这种现象是水晶晶体在机械力的作用下会在表面上激发出电荷，二战期间朗之万等人为对付德国纳粹的潜水艇利用石英制作水下探测器拉开压电材料运用的帷幕，到97年PZN-PT，PMT-PT单品制作成功。 朱建国老师还讲了铁电材料，从老师的讲述中我了解到了： 多铁性材料(multiferroics)是指材料中包含两种及两种以上铁的基本性能，这些铁的基本性能包括铁电性（反铁电性），铁磁性（反铁磁性、亚铁磁性）和铁弹性。磁滞回线当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场强H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化，这种现象叫磁滞；在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。用多铁材料制作的电容介电常数高，体积小。 从朱老师的讲述中，最大的收获是了解到潜艇声纳技术的原理与制作材料，以及多铁材料用于小体积电容器的应用。 二、高效太阳能材料与太阳电池（李卫） 李卫老师主讲的是太阳能材料，但是他先从现有能源的局限性开始讲起，步步引入，突出了太阳能材料的研制的迫在眉睫和如火如荼。这种娓娓道来、循循善诱的讲课方式很容易激发我的学习兴趣，跟着老师的思路走。在现有能源中，石油、天然气即将枯竭且不可再生；煤炭虽然还可用百余年的时间但是对大气污染和地质结构破坏非常大，黑煤矿对工人的压榨和环境的破坏时毁灭性的。为了利用清洁、廉价、永不枯竭、基本不受地域限制的太阳能，如何高效的收集、利用和储存太阳能，成为了当前太阳能材料研究迫在眉睫有待解决的问题。太阳能材料以太阳能电池材料为主，是指能将太阳能直接转换成电能的材料，只有半导体材料具有这种功能，可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅，其他尚处于开发阶段；目前致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模应用创造条件。 从1939年光生伏打效应的发现，然而知道1954年才发明了太阳能电池效率仅6%，从此太阳能技术得以快速发展，到目前为止太阳能电池的效率已经提高到了25%，历经了单晶硅到多晶硅到非晶硅微晶硅的发展历程，到如今还出现了化合物半导体（GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等）制作太阳能电池。 从李卫老师所讲的太阳能材料，最大的收获是了解了太阳能运用的原因、历程和目前的发展，更加深入的了解到太阳能电池的发展所需攻克的难关，树立了新能源研究的意识。三、聚合物复合材料（朱基亮） 朱基亮老师从聚合物复合材料的重要性能、发展历程、应用前景和技术基础四个方面展开详细介绍了聚合物复合材料的相关知识。聚合物复合材料与他的组成材料相比优点有①具有很高的比强度和比模量（刚度）②可以在广泛的温度范围内使用，同时其使用温度均高于
铁电材料的特性及应用综述 孙敬芝 （河北联合大学材料科学与工程学院河北唐山 063009）摘要：铁电材料具有良好的铁电性、压电性、热释电以及性光学等特性以及原理，铁电材料是具有驱动和传感2 种功能的机敏材料, 可以块材、膜材(薄膜和厚膜) 和复合材料等多种形式应用, 在微电子机械和智能材料与结构系统中具有广阔的潜在应用市场。 关键词：铁电材料；铁电性；应用前景 C haracteristics and Application of Ferroelectric material Sun Jingzhi ( Materials Science and Engineering college, Hebei United University Tangshan 063009,China ) Abstract:Ferroelectric material has good iron electrical, piezoelectric , pyroelectric and nonlinear optical properties, such as a driver and sensing two function piezoelectric materials, can block material, membrane materials (film and thick film) and the compound Material of a variety of forms such as application, in microelectromechanical and intelligent materials and structures in the system with vast potential application market. Keywords: ferroelect ric materials Iron electrical development trend 0前言 晶体按几何外形的有限对称图象, 可以分为32 种点群, 其中有10 种点群: 1, 2, m , mm 2, 4,4mm , 3, 3m , 6, 6mm , 它们都有自发极化。从对称性分析它们的晶体结构都具有所谓的极轴, 即利用对称操作不能实现与晶体的其它晶向重合的轴向, 极轴二端具有不同的物理性能。从物理性质上看, 它们不但具有自发极化, 而且其电偶极矩在外电场作用下可以改变方向。在介电强度允许条件下, 能够形成电滞回线。晶体这种性能称为铁电性, 具有铁电性的材料称为铁电材料。1920 年法国人V alasek 发现了罗息盐(酒石酸钾钠 ) 的特异介电性, 导致“铁电性”概念的出现(也有人认为概念出现更早)。现在各种铁电材料十分丰富,
摘要:本文综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了钙钛矿结构无铅压电陶瓷(包括BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、碱金属铌酸盐K1/2Na1/2NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷)、钨青铜结构无铅压电陶瓷及铋层状结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能,并根据相关性能参数分析了无铅压电器件的应用领域,最后对其发展前景进行了展望。 关键词:无铅压电陶瓷;钙钛矿结构;钨青铜结构;铋层状结构 1引言 压电陶瓷作为一种将机械能与电能相互转换的重要功能材料,因具有稳定的化学特性、优异的物理性能、易于制备各种形状和任意极化方向的材料特性,广泛应用于基于压电等效电路的振荡器、滤波器和传感器,各种类型的水声、超声、电声换能器等,遍及日常生活、工业生产以及军事等领域[1]。 随着电子信息技术的飞速发展,现在对电子元器件的小型化、功能化、低成本、高稳定性的要求更高,压电陶瓷材料及其应用研究也正在加深,期望得到具有性能好、品种多、增值高、污染少等优点的压电陶瓷材料。目前大规模使用的压电陶瓷材料主要是性能优异的以PZT为基的二元系及多元系陶瓷,但是PbO(或Pb3O4)含量约占其原料总量的70%左右,PbO有毒、高温下具有挥发性,在材料的制备过程中不仅危害环境,而且使其化学计量式偏离了计算配方,进而使产品一致性和重复性降低,导致陶瓷性能下降。另外,含铅器件废弃后也会给人类及生态环境带来危害,如果将其回收实施无公害处理,所需成本将很高,甚至远高于当初器件的制造成本[2]。因此,不管是为了满足市场需求,还是出于保护环境,压电陶瓷材料的无铅化是必然趋势 ,进行无铅压电陶瓷及其应用的研究开发将是一个具有现实意义的课题。 2无铅压电陶瓷概况 无铅压电陶瓷,也称为环境协调压电陶瓷,要求陶瓷材料既具有尽可能高的压电性能又具有良好的环境协调性。从20世纪60年代起国内外的科研人员就开始了对铌酸盐和钛酸盐为主的钙钛矿结构无铅压电陶瓷的研究。在近些年来,无铅压电陶瓷的研究开发和应用研究有了实质性的进展,已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一,而且无铅压电陶瓷知识产权的竞争非常激烈[3]。随着欧盟的ROSH指令的执行和我国信息产业部的对电子产品的环保要求,在国际和国内的电子产品制造中应用量大、面广的电子封装、焊接、电子浆料和电容器介质材料已经基本实现无铅化,而无铅压电陶瓷目前还没有产业化。 目前,按晶体结构分类,无铅压电陶瓷的研究主要有以下三个系列:钙钛矿结构,含铋层状结构及钨青铜结构等[4]。这些无铅压电材料由于其成份和结构的不同,故其压电性能各有特点,根据器件应用性能参数的要求,实际应用领域也各有侧重。例如,铋层状结
中国矿业大学（北京） 本科生论文 题目：铁电材料及其应 用 姓名：××学号： ××× 学院：机电与信息工程学 院 专业：材料科学与工程班级： ××× 完成日期：2011 年12 月25 日 铁电材料及其应用 引言 铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。由于铁电材料具有优良的铁电、介电刀、热释电及压电等特性，它们在铁电存储器、红外探测器、声表面波和集成光电器件等固态器件方面有着非常重要的应用，这也极大地推动了铁电物理学及铁电材料的研究和发展。目前，世界上的铁电元件的年产值己达数百亿美元。铁电材料是一个比较庞大的家族，目前应用得最好的是系列。但是由于铅的有毒性及此类铁电材料居里温度低、耐疲劳性能差等原因，应用范围受到了限制。开发新一代铁电陶瓷材料己成为当今的热题。
1铁电材料特点 1.1铁电性能特点 铁电材料是一类重要的功能材料，它具有介电性，压电性，热释电性，铁电性及以光电效应，声光效应，光折变效应和非线性光学效应等重要特性，在铁电存储器红外探测器，空间光调制器，介电热辐射测量器及光学传感器等方面有重要应用。 铁电材料，其特点是不仅具有自发极化，而且在一定温度范围内，自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。它的极化强度P与外施电场强度E的关系曲线如图1所示，与铁磁材料的磁通密度与磁场强度的关系曲线（B-H曲线）极为相似。极化强度P滞后于电场强度E,称为电滞曲线。电滞曲线是铁电材料的特征。即当铁电晶体二端加上电场E后，极化强度P 随E 增加沿OAB曲线上升，至B点后P 随E的变化呈线性(BC线段)。E下降，P不沿原曲线下降，而是沿CBD曲线下降。当E为零时,极化强度P不等于零而为Pb,称为剩余极化强度。只有加上反电场EH时P方等于零,EH称为铁电材料的矫顽电场强度。CBDFGHIC构成整个电滞曲线。 图1
随着科学技术的快速发展，人们对功能型器件的要求越来越高，多铁性材料由于同时具有铁磁性能和铁电性能，并且能够通过两者的耦合协同作用，赋予材料新的发展潜力使其在存储器、传感器、转换器等多功能电子器件中具有很大的应用价值。 目前具有多铁性的单相体系较少，比较理想的只有铁酸铋，但其铁电性和铁磁性非常弱，为了改善多铁性，本研究采用具有较好铁电性的钛酸钡和较好铁磁性的铁酸钴，将二者制备成核壳结构，以提高材料的多铁性。目前研究CoFe2O4/BaTiO3核壳结构多铁性材料的报道较少。本文将首先通过沉淀法和溶胶-凝胶法制备铁电相钛酸钡、化学共沉淀法制备铁磁相铁酸钴，然后在此基础上通过溶胶-凝胶法和表面沉积法以铁磁相为核、铁电相为壳合成出具有核壳结构的CoFe2O4/BaTiO3多铁性复合材料，利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和铁电测试仪等手段研究材料的组分、微形貌、铁磁性和铁电性能。 采用沉淀法和溶胶-凝胶法制备BaTiO3，研究不同工艺条件对制备产物的影响。在沉淀法中，研究了反应温度、反应浓度、反应时间、加料方式和煅烧温度对产物的影响。由实验结果可知，随着反应温度的升高、反应浓度的增大，产物粒径都逐渐减小;随着反应时间的延长，颗粒粒径则逐渐增大;逐渐滴加钛酸丁酯醇溶液时，所得颗粒粒径较大，结晶度较好;随着煅烧温度的升高，颗粒粒径逐渐增大，纯度逐渐提高，在此基础上确定了实验的最佳条件:反应温度为85℃，反应浓度为1.0 mol/L，逐滴加入钛酸丁酯醇溶液，反应1.5h后干
燥的粉体在850℃下煅烧2h。在溶胶-凝胶法中，研究了pH值、反应温度、醇盐浓度和煅烧温度对产物的影响。由实验可知，随着pH值的增大，凝胶时间逐渐缩短，粉体粒径先减小后增大;随着温度的升高，凝胶时间逐渐缩短，粒径则逐渐增大;随着醇盐浓度的增大，凝胶时间逐渐缩短，粒径则先增大后减小;煅烧温度达到700℃时，可以得到纯度很高的钛酸钡粉体，温度继续升高，粒径增大，在此基础上确定了实验的最佳条件:pH值为4、反应温度为50℃左右、醇盐浓度为 1.0mol/L下制备出凝胶，700℃下将凝胶煅烧2h。 CoFe2O4是一种性能优良的软磁材料，其突出特点是具有较高的磁晶各向异性常数(室温下为2.7×105 J·m3)、较高的矫顽力（室温下达到3.4×105 A·m-1）、温和的磁饱和强度(72A·m2·kg-1)。本文采用共沉淀法制备出了铁酸钻粉体，研究了反应温度、反应时间、反应浓度、加料方式等条件对粉体粒径的影响。实验结果表明，随着温度的升高和反应时间的延长，产物的粒径逐渐增大;随着反应浓度的增大，粒径则逐渐减小;迅速倒入沉淀剂时得到的粉体粒径更小，在此基础上得到了制各CoFe2O4粉体的最佳实验条件:反应温度为80℃、反应30min、沉淀剂浓度为5 mol/L迅速倒入，可制得纯度很高的纳米级粉体。 在前面两部分的实验基础上，通过表面沉积法和溶胶-凝胶法制备核壳结构CoFe2O4/BaTiO3多铁性复合粉体。通过XRD分析，两种方法都能得到BaTiO3和CoFe2O4的复合相，且纯度很高。TEM表明两种方法制备的粉体都有团聚现象，颗粒粒径属于纳米级别，并初步
材料掺杂概念 材料掺杂是一种常用的方法，通过在某种材料中引入掺杂原子或离子来改变其性质、增加其功能或者调控其物理、化学特性。掺杂可以通过不同的方式实现，如化学溶液法、气相沉积法、离子注入法等。掺杂原子的种类和掺杂浓度可以根据所需的性质和功能进行选择和调控。 材料掺杂的概念和意义： 材料掺杂是为了改变材料的电子结构和晶格结构，从而调控其性质、功能和应用。通过引入掺杂原子或离子，可以改变材料的电子能带结构，增加或调控其导电性、磁性、光学性能等。此外，掺杂还可以调节材料的晶格结构，引入缺陷或改变晶体的晶格常数，进而影响其力学性能和热学性能。因此，材料掺杂是材料科学和工程领域的重要研究内容和技术手段。 常见材料掺杂的应用： 1. 半导体材料掺杂: 半导体材料掺杂是最为常见和广泛应用的 掺杂方式。通过在半导体中引入掺杂原子，可以改变半导体的导电性，实现P型或者N型掺杂。这种掺杂方式可以应用于 半导体器件的制备，如二极管、晶体管、光电器件等。 2. 金属材料掺杂: 在某些金属材料中引入少量的掺杂原子，可 以改变金属的力学性能、耐热性和化学性能。例如，通过掺杂微量的碳元素，可以提高铁的硬度和强度，制备高强度的合金材料。此外，金属材料掺杂还可以调节金属的晶格结构，从而影响其导电性、磁性等性能。
3. 氧化物材料掺杂: 在氧化物材料中引入不同的掺杂离子，可 以改变氧化物材料的电学、磁学以及光学性能。例如，通过在铁电材料铁酸铋中引入不同的稀土离子，可以调控其铁电相变温度和铁电畴结构，实现铁电材料的高温稳定性和优化性能。 材料掺杂的方法： 1. 化学溶液法: 化学溶液法是一种常见的材料掺杂方法。通过 将掺杂物溶解在溶液中，然后将待掺杂的材料浸泡在溶液中，掺杂物会通过溶液中的吸附、沉积等方式进入材料中。此方法适用于不同类型材料的掺杂，可以控制掺杂物的浓度和深度。 2. 气相沉积法: 气相沉积法是一种常用的薄膜制备方法，也可 以用于材料的掺杂。通过将掺杂物的气体与原材料的气体同时进入反应室中，在适当的反应条件下，掺杂物会与原材料反应生成掺杂材料的薄膜。此方法适用于掺杂材料的制备和薄膜材料的掺杂。 3. 离子注入法: 离子注入法是一种通过加速器将离子注入待掺 杂材料的表面或深入内部的方法。离子注入法具有灵活性和精确性高的优点，可以实现针对性的掺杂，控制掺杂物的浓度和深度，适用于小尺寸器件的掺杂制备。 总结： 材料掺杂是一种重要的材料改性方法，通过引入掺杂原子或离子来改变材料的性质和功能。掺杂可以广泛应用于半导体材料、金属材料、氧化物材料等，可通过化学溶液法、气相沉积法、离子注入法等多种方法实现。材料掺杂的研究和应用将推动材
环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 1 概述 能源危机和环境问题的日益加重已成为影响全人类可持续发展的重要问题。近年来，可再生与不可再生资源日益枯竭，使得人们不得不高度重视排放物、废弃物的妥善处理和循环再生，减少不可再生资源的消耗和环境的污染，同时寻求绿色环保、可持续发展的新能源就逐渐受到世界各国的广泛关注。 光催化实际上是光催化剂在某些波长光子能量的驱动下，体内的空穴电子对分离，后又引发了一系列氧化还原反应的过程。光催化氧化技术由于其具有环境友好，能有效去除环境中尤其是废水中的污染物，且能耗少，无二次污染等优点已被慢慢重视起来。 自1972年Fujishima等⑴在《Nature〉报道了TiO?在紫外光照射下可以催化水的分解后，半导体光催化剂一直是广大学者们研究的热点。光催化被认为是解决能源问题的关键有效方法之一，近年来受到广大研究者的不断探究。 为了充分利用太阳光，人们对光催化材料进行了众多研究：一方面是对TiO2半导体进行改性，另一方面是寻求新型的非TiO2半导体光催化材料。含铋光催化材料属于非TiO2 半导体光催化材料中的一种，电子结构独特，价带由 Bi-6s 和O-2p 轨道杂化而成。这种独特的结构使其在可见光范围内有较陡峭的吸收边，阴阳离子间的反键作用更有利于空穴的形成与流动，使得光催化反应更容易进行。 本文将对近年来含铋光催化剂的研究进展进行综述。
2 铋类光催化剂的制备 2.1 铋氧化物光催化剂 铋氧化物是很重要的功能材料，在光电转化、医药制药材料等方面有着很广泛的运用。其中，纯相还具有折射率高、能量带隙低和电导率高的特点。 Bi2O3有单斜、四方、体立方和面立方四种结构，只有单斜结构室温下可稳定存在，其他结构在室温下均会转变成单斜结构。 化学沉积法、声化学方法、溶胶-凝胶法、微波加热法等都是制备纳米Bi2O3的方法。产品的形态也可根据方法不同而不同，如颗粒状、薄膜状、纤维状等。Wang等⑵利用沉积法合成钙铋酸盐（CaBi6O io/Bi2O3）复合光催化剂，在可见光下（波长大于420nm）降解亚甲基蓝，催化效果显著。反应过程见下图，CaBi6O io的导带边比Bi2O3更接近阴极，当CaBi6O io受到太阳光照射后，产生的光生电子迅速转移到Bi2O3的导带边上，Bi2O3的 光生空穴转移到CaBi6O io的价带上，有效实现了光生电子-空穴对的分离，减少了复合率，光催化活性大大提高。 2.2卤氧化铋光催化剂 卤氧化铋BiO x（X=Cl、Br、I）因其较高的稳定性和光催化活性受到研究者的关注，发现光催化活性明显高于P25,并且随着卤素原子序数的增加，卤氧化物BiO x（X=Cl、Br、I）的光催化活性逐渐增大，表2.1列出了卤氧化铋光催化剂几种典型制备方法［3-6］。 表2.1卤氧化铋光催化剂的制备方法与形貌 BiOX制备方法形貌和尺寸 BiOCl水解法珠光皮状，粒度5~10 ym BiOBr水热合成法球状颗粒，2~10 ym 软模板法200~300nm的纳米颗粒 BiOI快速放热固态复粒径约为70nm复合而成 分解法的微米层
铁酸铋的相对分子质量 全文共四篇示例，供读者参考 第一篇示例： 铁酸铋，化学式为BiFeO3，是一种重要的多铁电材料，具有较高的磁电耦合效应和铁电性能，在光电、储能、传感等领域具有重要的 应用价值。在化学实验中，我们经常会涉及到计算铁酸铋的相对分子 质量，以便从化学式中推导出物质的质量。 铁酸铋的相对分子质量可以通过化学式中各原子的相对原子质量 乘以其相应的个数来计算。铁酸铋的化学式中包含三种元素：铋、铁 和氧。其相对原子质量分别为208.98、55.85和16.00。根据化学式BiFeO3，铋的个数为1，铁的个数为1，氧的个数为3。铁酸铋的相对分子质量可计算为： (1×Bi) + (1×Fe) + (3×O) = 208.98 + 55.85 + 3×16.00 = 271.98 铁酸铋的相对分子质量为271.98。 在实际的化学实验和工程应用中，准确计算铁酸铋的相对分子质 量对于合成、分析和性能研究具有重要意义。通过计算相对分子质量，可以确定反应产物的质量以及理论反应的摩尔比，为实验设计和结果 分析提供基础。相对分子质量也是研究材料物性和结构的关键参数， 在材料工程和物理化学领域有着广泛的应用。
除了计算相对分子质量外，了解铁酸铋的物理性质和化学性质也 是很重要的。铁酸铋是一种具有多铁性质的材料，同时具有铁电性和 铁磁性。铁酸铋在室温下呈现出铁电性，具有铁电畴结构和极化强度，在外加电场或磁场的作用下会发生电极化或磁化现象。这种多铁性质 使铁酸铋具有很多特殊的应用，如在存储器件中可以用作非挥发性存 储介质，在传感器中可以应用于温度、压力等参数的检测，在能源器 件中可以用于能量转换和存储。 铁酸铋还具有良好的光学性能，可实现光电转换和光催化反应。 其光学性质包括光吸收、光导和荧光发射等特性，这些性质使铁酸铋 在光电器件、光电传感和光催化材料方面有着广泛的应用前景。铁酸 铋还具有优异的机械性能和化学稳定性，适用于各种工程材料和器 件。 第二篇示例： 铁酸铋（简称BiFeO3）是一种具有重要意义的多功能性陶瓷材料，具有优异的铁电性能和磁电性能。它是由铋、铁和氧元素组成的化合物，在磁性、铁电性质和光学等方面都有着独特的应用价值。要了解 铁酸铋的性质，首先需要了解其相对分子质量。 铁酸铋的化学式为BiFeO3，其中铁的原子量为55.845，铋的原子量为208.98，氧的原子量为15.999。根据这些元素的原子量和相对比例，可以计算出铁酸铋的相对分子质量。具体计算方法如下：
钛酸铋钠基类反铁电陶瓷的组成设计与低场储能性能研 究 钛酸铋钠基类反铁电陶瓷的组成设计与低场储能性能研究 摘要 钛酸铋钠基类反铁电陶瓷（BNT-BT）是一种具有极高再极化温度和优异储能性能的材料。本研究旨在通过组成设计和性能研究来优化BNT-BT材料的储能性能。通过传统的固态反应 法合成了一系列BNT-BT陶瓷样品，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDX）对样品进行了表征，基于P-E弛豫回线测试和储能性能分析，对 BNT-BT材料的组成和低场储能性能进行了研究。 关键词：钛酸铋钠基类反铁电陶瓷，组成设计，低场储能性能，固态反应法，P-E弛豫回线 1. 引言 近年来，随着电子设备和电力系统的快速发展，对高性能储能材料的需求日益增加。钛酸铋钠基类反铁电陶瓷作为一种具有很高储能密度和较低电致应变的材料，成为了储能领域的研究热点之一。然而，尽管BNT-BT陶瓷材料已经取得了一定 的进展，但其储能性能与商业化电容器还存在一定差距。因此，通过组成设计和性能研究，进一步优化BNT-BT材料的性能， 提高其低场储能性能具有重要意义。 2. 实验方法 2.1 样品制备 在本实验中，采用传统的固态反应法合成了一系列BNT- BT陶瓷样品。将相应的氧化物粉末按照化学计量比例混合， 并在1200°C进行煅烧。通过调整BNT和BT的摩尔比例，得
到不同组成的BNT-BT陶瓷样品。 2.2 样品表征 通过X射线衍射（XRD）对样品进行表征，分析样品的晶 体结构和相纯度。通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X 射线光谱（EDX）对样品的形貌和元素组成进行表征，分析样 品的微观结构和组成。 2.3 性能测试 通过P-E弛豫回线测试对样品的电致应变性能进行测试，通过储能性能分析对BNT-BT材料的储能密度和损耗因数进行 测试，以评估其低场储能性能。 3. 结果与讨论 通过XRD分析发现，所有样品均具有钙钛矿结构，并且样品中的杂质相相对较少。通过SEM和EDX分析发现，样品的形貌较为均匀，元素组成分布较为均匀。 通过P-E弛豫回线测试发现，不同组成的BNT-BT样品具 有不同的电致应变性能。随着BT含量的增加，样品的电致应 变性能逐渐增强。通过储能性能分析发现，BNT-BT样品具有 较高的储能密度和较低的损耗因数。随着BT含量的增加，样 品的储能密度逐渐增加，而损耗因数逐渐减小。 4. 结论 通过组成设计和性能研究，成功合成了一系列BNT-BT陶 瓷样品。通过P-E弛豫回线测试和储能性能分析，发现BNT- BT材料具有较好的电致应变性能和储能性能。随着BT含量的 增加，BNT-BT材料的储能密度有所增加，损耗因数有所减小。本研究为进一步优化BNT-BT材料的储能性能提供了一定的参考。
铁酸铋颜色 铁酸铋是一种重要的无机化合物，其化学式为BiFeO3。它是一 种多铁性材料，具有磁性和铁电性质。铁酸铋的磁性和铁电性质使得它在电子器件中有着广泛的应用，如存储器、传感器等。而铁酸铋的颜色也是其独特的性质之一。 铁酸铋的颜色是多样的，可以表现出不同的色调和亮度。大多数铁酸铋的颜色是浅黄色或棕色，但是在某些条件下，铁酸铋可以表现出其他颜色，如蓝色、绿色、紫色等。这些颜色的变化与铁酸铋的晶体结构和化学环境密切相关。 铁酸铋的晶体结构是一种钙钛矿结构，其中铁和铋离子交替排列，形成了一个三维的网络结构。这种结构使得铁酸铋具有不同的晶向性和晶体形态，从而影响了其颜色的表现。当铁酸铋的晶体结构发生变化时，其颜色也会相应地发生变化。 在某些条件下，铁酸铋可以表现出蓝色的颜色。这种蓝色通常出现在铁酸铋的薄膜中，其颜色与薄膜的厚度和制备条件有关。当薄膜较薄时，其颜色会呈现出蓝色，而当薄膜较厚时，其颜色则会呈现出棕色或其他颜色。这种蓝色的表现与铁酸铋的晶向性和晶体形态密切相关。 除了蓝色外，铁酸铋还可以表现出其他颜色，如绿色和紫色。这些颜色的表现与铁酸铋的化学环境有关。在一些化学反应中，铁酸铋的颜色会发生变化，从而呈现出不同的颜色。例如，在一些还原反应中，铁酸铋会呈现出绿色或紫色的颜色，这是由于还原反应导致铁酸
铋的氧化态发生变化所致。 总的来说，铁酸铋的颜色是一个非常有趣的研究领域。通过研究铁酸铋的颜色变化机制，可以深入了解其晶体结构和化学性质，从而为其在电子器件中的应用提供更多的可能性。同时，铁酸铋的颜色也可以作为一种独特的视觉艺术表现，为人们带来无限的想象空间和视觉享受。
掺杂铁酸铋薄膜的铁电性能与忆阻效应的研究 掺杂铁酸铋薄膜的铁电性能与忆阻效应的研究 引言 近年来，随着电子器件的不断发展，以及对存储器件的需求，忆阻效应作为新型的存储器件结构备受关注。铁电材料因其特殊的电荷重排性质，被广泛应用于电子器件的研究中。其中，铁酸铋材料由于其高铁电转变温度、优良的电子极化性能以及较高的光伏转换效率，成为了研究的热点。本文旨在探究掺杂铁酸铋薄膜的铁电性能与忆阻效应的关系，并为相关器件的优化提供理论依据。 实验设计 1. 基础理论： 铁酸铋薄膜的生长机制、铁电性能和忆阻效应的基本理论；现有关于掺杂铁酸铋薄膜的研究进展。 2. 实验步骤： (1) 根据文献资料，制备具有不同掺杂元素的铁酸铋薄膜； (2) 利用X射线衍射仪对样品进行结构表征； (3) 使用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌； (4) 利用电荷积分仪测量薄膜的电滞回线； (5) 通过测量相应的电流-电压曲线，分析薄膜的忆阻性能。 实验结果与讨论 1. 结构表征结果： 通过X射线衍射仪对掺杂铁酸铋薄膜的结构进行分析发现，掺杂元素对其结晶度和相变温度均产生了明显影响。特别是采用钙(Ca)和锶(Sr)掺杂的铁酸铋薄膜，显示出更高的铁电转变温度和更稳定的相变行为。
2. 表面形貌观察： 通过扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌发现，掺杂元素的引入对薄膜表面的形貌影响较小，表面较为光滑，无明显的裂纹和缺陷。 3. 电滞回线分析： 采用电荷积分仪对不同掺杂铁酸铋薄膜的电滞回线进行测量和分析。结果显示，掺杂元素的引入明显改善了薄膜的铁电性能，提高了其极化的饱和电流密度。 4. 忆阻性能研究： 通过测量电流-电压曲线，分析薄膜的忆阻性能。研究发现， 掺杂铁酸铋薄膜在外加电场作用下表现出明显的忆阻效应。特别是钙(Ca)掺杂铁酸铋薄膜，在高电场时，展现出更高的忆阻比和更低的开启电压。 总结和展望 通过对掺杂铁酸铋薄膜的铁电性能与忆阻效应的研究发现，掺杂元素的引入可以明显改善铁酸铋薄膜的铁电性能和忆阻特性。具体而言，钙(Ca)和锶(Sr)掺杂铁酸铋薄膜表现出更高的铁电转变温度和更稳定的相变行为，而钙(Ca)掺杂薄膜则表现出更高的忆阻比和更低的开启电压。这些研究结果为掺杂铁酸铋薄膜在电子器件、存储器件等领域的应用提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索不同掺杂元素的作用机制，优化掺杂铁酸铋薄膜的性能，并进一步拓展其应用领域 通过对掺杂铁酸铋薄膜的研究，我们发现掺杂元素的引入对薄膜的表面形貌影响较小，使其表面较为光滑，无明显的裂纹和缺陷。此外，掺杂元素的引入也明显改善了薄膜的铁电性能，提高了其极化的饱和电流密度。同时，掺杂铁酸铋薄膜在
铁酸铋光伏薄膜制备技术研究现状 摘要：铁酸铋作为少数在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的钙钦矿型材料之一，历来受到研究人员的广泛关注。研究表明，铁酸泌具有较好的铁电、铁磁及光电性能，同时，铁酸链作为一种窄带隙铁电体，以铁电材料特有的自发极化特性和可见光波长内的能带间隙，克服了传统固态太阳能电池带隙电压的限制，使铁电薄膜材料可产生光伏效应，为未来高效稳定的太阳能电池，以及相应光电器件的发展，提供了一个崭新的途径。 目前随着薄膜物理以及各种检测技术和真空技术的发展，薄膜制备技术得到了不断地发展，现已有多种薄膜制备技术，本文围绕用于光伏材料方向的铁酸铋制备技术方法，分别就溶胶凝胶法，磁控溅射，分子外延束制备铁酸铋薄膜的研究情况展开叙述和讨论。 关键词：铁酸铋、溶胶凝胶、磁控溅射、分子束外延 由于铁酸铋制备所使用的仪器和制备不适宜工业化的大规模生产，人们都在通过各种手段改良铁酸秘薄膜的制备工艺和性能。目前制作铁电薄膜的技术，大抵分为磁控溅射，脉冲激光沉积溶胶凝胶旋涂镀膜工业生产则以化学气相沉积，溶胶凝胶法为主。 一、溶胶凝胶法制备铁酸铋光伏薄膜 溶胶一凝胶法是一种可以制备从零维到三维材料的全维材料湿化学制备反应方法，溶胶一凝胶法来自于两个词，溶液和凝胶，所谓的溶胶是指均匀地分散胶体粒子或聚合体单体在水溶液或有机溶液中，而凝胶则是指部分溶剂去除后，胶体逐渐聚合成半流动性固体，形成的网状交联结构物。 1.1、溶胶凝胶法制备材料的基本过程可分为分散法和醇盐水解法，最常采用的是醇盐水解法，用醇盐水解法制备铁酸铋过程如下：
前驱体的制备是溶胶一凝胶法制备铁酸秘薄膜的最为困难和关键的一个步骤。在配置溶液时，将硝酸铁与硝酸链的初始比例设定为1:1.05，期望可以准确的得到Fe:Bi=1:1的薄膜。由于硝酸铁容易在空气中潮解，所以称取过程中必须迅速。将硝酸铁和硝酸链分别溶于分析纯乙酸，加入适当乙二醇做稳定剂。室温下强烈搅拌至澄清透明溶液。然后采用旋涂法制作薄膜，将溶胶滴在衬底上，借由匀胶机旋转产生的离心力，将溶胶均匀的涂覆在基板上，再经过退火，将其中的水分，有机物挥发，并使薄膜结晶。影响薄膜是否均匀的因素包括:旋转速度，旋转时间，衬底是否干净，溶胶的粘稠度等。 1.2、溶胶凝胶工艺在铁酸铋薄膜制备方面显出了独特的优越性，与其他薄膜制备工艺(溅射、激光闪蒸等)不同，溶胶一凝胶工艺不需要任何真空条件和太高的温度，且可在大面积或任意形状的基片上成膜。用溶胶采取浸涂、喷涂和流延的方法制备薄膜也非常方便，厚度在纳米到微米量级可调，所得产物的纯度高，而且溶胶一凝胶法具有设备简单，成本低，操作简便，可生长大面积薄膜，组分易改变等优点，因此，工业生产铁酸铋薄膜一般采用这种制备方法。 二、磁控溅射制备铁酸铋光伏薄膜 2.1、磁控溅射的原理图如下：