一種HoSrMnNi/HoSrMnZn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜及其製備方法與流程
2023-04-23 10:44:02 2
本發明屬於功能材料領域，涉及在功能化的fto/glass基板表面製備hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜，具體為bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3/bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3超晶格薄膜。
背景技術：
bifeo3是少數的單相多鐵材料之一，具有扭曲的鈣鈦礦結構(屬於r3c點群)，由立方結構沿(111)方向拉伸而形成的一種偏離理想鈣鈦礦結構的斜六方結構，在室溫下同時具有鐵電有序和反鐵磁有序，由於具有較高的鐵電相變溫度(tc＝1103k)和磁相變溫度(tn＝643k)，在磁電傳感器，自旋電子器件，存儲器等方面有廣泛的應用前景而得到關注。但是，bifeo3主要存在著以下幾方面的問題，如漏電流大、剩餘極化小、磁性弱、磁電耦合效應弱等，極大程度上限制了它的應用。
超晶格是由兩種或多種不同材料在一個維度上層狀排列而成的周期結構，其周期必須小於電子的平均自由程，每一層的厚度只有幾納米或幾十納米，基本上是原子間距的量級，層數由幾層至幾百層。其中調製摻雜超晶格是在同種材料中有規則地摻入不同濃度的雜質，在界面處由於費米能級的不同，會產生電荷遷移，能帶發生彎曲；可以通過改變超晶格薄膜的界面化學環境來控制界面結構，可以顯著提高界面的電學性質。通過利用超晶格薄膜的應力或應變、層間耦合等物理效應，可得到高性能或單一結構材料不具有的多鐵性能。超晶格不僅能夠增強其單個組元所具有的性質，還可以實現單個組元不具有的性質。從對稱性的角度看，即使各個組元都是中心對稱的，但由於界面兩側是不同的材料組元，也能夠提供空間反演對稱性破缺條件，並且，界面處的應變又可以提供或者增強鐵電序。進一步說，通過設計界面處的層間耦合可能獲得新穎的自旋序。這些為發展新型多鐵性超晶格人工材料提供了新的可能。
目前，還沒有關於bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3/bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3超晶格薄膜及其製備方法的相關報導。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜及其製備方法，該方法設備要求簡單，實驗條件容易達到，摻雜量容易控制，製得的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜為bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3/bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3超晶格薄膜，可改善bifeo3基薄膜的多鐵性能。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜，所述hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜由若干層相互間隔排列的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜依次疊加構成。
所述晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜為扭曲的菱方鈣鈦礦結構，三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存；晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜為扭曲的菱方鈣鈦礦結構，三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存。
所述晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜的層數分別為5～10層，每層晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜的厚度為30～40nm。
在180kv/cm電場下，hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的漏電流密度相差一個數量級，具有電阻開關效應。
hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的總厚度為440～550nm。
所述的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的製備方法，包括以下步驟：
步驟1：按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01將硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳溶於乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到前驅液a；
按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02將硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅溶於乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到前驅液b；
步驟2：將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜經勻膠後在190～220℃下烘烤得幹膜，再於540～560℃下在空氣中退火，得到晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜經勻膠後在190～220℃下烘烤得幹膜，再於540～560℃下在空氣中退火，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和步驟3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，如此循環直到達到所需厚度，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
所述步驟1中前驅液a和前驅液b中金屬離子的總濃度為0.1～0.5mol/l。
所述前驅液a和前驅液b中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(1～5):1。
所述步驟2進行前先將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度。
所述步驟2和步驟3中勻膠時的勻膠轉速為3800～4200r/min，勻膠時間為12～18s。
所述步驟2和步驟3中勻膠後的烘烤時間為7～10min；
所述步驟2和步驟3中的退火時間為8～10min。
相對於現有技術，本發明具有以下有益效果：
本發明提供的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的製備方法，以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳或硝酸鋅為原料，按一定的摩爾比分別溶於乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到兩種不同摻雜元素的穩定的前驅液a和前驅液b；先用前驅液a在基板上進行旋塗，退火製備出一層晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，在此薄膜的基礎上再用前驅液b進行旋塗，退火製備出第二層晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，如此類推，重複旋塗前驅液a和前驅液b並層層退火，交替製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。本發明採用溶膠-凝膠工藝，通過鹼土元素sr，稀土元素ho和過渡金屬元素mn和ni或zn四元素共摻雜製備hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。相比於其他製備薄膜的方法，本發明設備要求簡單，實驗條件容易達到，成本低廉，反應容易進行，工藝過程溫度低，製備過程及摻雜量容易控制，適宜在大的表面和形狀不規則的表面上製備薄膜，很容易均勻定量地摻入一些微量元素，可以在短時間內獲得原子或分子水平的均勻性，該方法製得的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜均勻性較好，且化學組分精確可控。
本發明通過溶膠-凝膠法製備出一種逐層交替生長的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜，鐵電超晶格是在控制材料的結構、成份、層厚(nm尺度下)、疊層周期等條件的基礎上，由兩種或兩種以上性能不同的薄膜材料交替生長得到的外延鐵電多層膜，由於組成超晶格的薄膜材料晶格參數的不同，整個結構會產生一定的外延應變，從而影響各層以及整個超晶格體系的性能。利用這種現象可以改善原有薄膜的性能或得到單一薄膜不具有的新功能，因此鐵電超晶格材料具有重要的應用前景。超晶格薄膜可以將相關功能材料各自優異的性質通過界面有機的耦合，通過利用超晶格薄膜的應力或應變、層間耦合等物理效應，可得到高性能或單一結構材料不具有的多鐵性能；通過改變界面化學環境來控制界面結構，可以顯著提高界面的電學性質；鐵電超晶格薄膜相比於原有的鐵電薄膜，能夠獲得大的介電常數、增強的鐵電特性等；另外，超晶格薄膜內部的界面效應能夠阻礙電子或者空穴在電場作用下的傳遞，進一步提高超晶格薄膜的絕緣性，並進一步減小漏電流密度，改善薄膜的多鐵性能。
本發明製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜是由兩種不同摻雜元素的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜相互交替製備從而形成的超晶格結構，比單一結構的bifeo3薄膜具有更加優越的多鐵性能，可改善bifeo3基薄膜的多鐵性能。
進一步的，本發明採用晶體結構類似的菱方鈣鈦礦結構的不同組分鐵酸鉍薄膜組建超晶格薄膜，即用三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存的bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存的bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜交替組合構建出hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜，即bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3/bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3超晶格薄膜，在180kv/cm電場下，hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的漏電流密度相差一個數量級，具有明顯的電阻開關效應，可以提高bifeo3基薄膜的多鐵性能。
附圖說明
圖1是本發明製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的xrd圖；
圖2是本發明製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的拉曼圖。
圖3是本發明製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的漏電流密度回線圖。
具體實施方式
下面結合附圖和本發明優選的具體實施例對本發明做進一步描述，原料均為分析純。
實施例1
步驟1：以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01溶於體積比為3:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.3mol/l的穩定的前驅液a；
以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02溶於體積比為3:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.3mol/l的穩定的前驅液b；
步驟2：將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度，然後將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，其勻膠轉速為4000r/min，勻膠時間為15s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜在210℃下烘烤8min得幹膜，再在550℃下在空氣中退火9min，即得晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，其勻膠轉速為4000r/min，勻膠時間為15s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜在210℃下烘烤8min得幹膜，再在550℃下在空氣中退火9min，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，直到製備出各7層每層30～40nm厚的相互間隔的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
採用x-射線衍射儀測定hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的物相組成結構；用fe-sem測定hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的微觀形貌；用radiantmultiferroic儀器測試hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的鐵電性能，用agilentb2901a測試hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的漏電流密度。
圖1是本發明實施例1製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的xrd圖，圖1a在2θ＝22.42°，32.09°，39.50°，45.77°處的衍射峰對應的是三方相bifeo3(jcpds74-2016)的(1-10)、(100)、(1-11)、(200)晶面。說明超晶格薄膜的中bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜結構為扭曲的菱方鈣鈦礦結構，三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存，圖1b也在2θ＝22.42°，32.09°，39.50°，45.77°處出現了三方相bifeo3(jcpds74-2016)的(1-10)、(100)、(1-11)、(200)晶面的衍射峰對應的，但所有衍射峰向左偏移，說明超晶格薄膜的中bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜結構也為扭曲的菱方鈣鈦礦結構，三方相r3m:r和r3c:h空間點群共存，兩種薄膜結構沒有發生變化，但他們之間有應力作用，導致衍射峰對應角度有偏差。
圖2是本發明實施例1製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的拉曼圖，由圖2a可以看出bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜在139.8cm-1、163.3cm-1、222.5cm-1、276.4cm-1、373.8cm-1、488.4cm-1、539.5cm-1、623.8cm-1振動模分別對應為a1-1、a1-2、a1-3、e-3、e-6、e-7、e-8和e-9振動模，而由圖2b可以看出bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜a1-1、a1-2、a1-3、e-3、e-6、e-7、e-8和e-9振動模對應133.7cm-1、155.4cm-1、209.6cm-1、280.5cm-1、398.7cm-1、486.5cm-1、532.2cm-1、621.5cm-1處振動模，可以看出bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜a1-1、a1-2和a1-3模強度增強，同時振動峰變窄。在高頻621cm-1左右的e-9振動模的強度明顯增強，產生jahn-teller扭曲效應，進一步說明組成的超晶格薄膜之間會增加結構的扭曲。
圖3是本發明實施例1製備的hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的漏電流密度回線圖，在正的外加電場下(180kv/cm)，hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜的過程1的漏電流密度為1.20×10-3a/cm2，過程4的漏電流密度為1.11×10-4a/cm2，過程1與過程4的漏電流密度相差一個數量級，具有明顯的電阻開關效應。
實施例2
步驟1：以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01溶於體積比為1:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.1mol/l的穩定的前驅液a；
以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02溶於體積比為1:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.1mol/l的穩定的前驅液b；
步驟2：將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度，然後將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，其勻膠轉速為3800r/min，勻膠時間為18s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜在190℃下烘烤10min得幹膜，再在540℃下在空氣中退火10min，即得晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，其勻膠轉速為3800r/min，勻膠時間為18s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜在190℃下烘烤10min得幹膜，再在540℃下在空氣中退火10min，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，直到製備出各5層每層30～40nm厚的相互間隔的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
實施例3
步驟1：以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01溶於體積比為2:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.2mol/l的穩定的前驅液a；
以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02溶於體積比為2:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.2mol/l的穩定的前驅液b；
步驟2：將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度，然後將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，其勻膠轉速為3900r/min，勻膠時間為16s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜在200℃下烘烤9min得幹膜，再在560℃下在空氣中退火8min，即得晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，其勻膠轉速為3900r/min，勻膠時間為16s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜在200℃下烘烤9min得幹膜，再在560℃下在空氣中退火8min，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，直到製備出各6層每層30～40nm厚的相互間隔的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
實施例4
步驟1：以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01溶於體積比為4:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.4mol/l的穩定的前驅液a；
以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02溶於體積比為4:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.4mol/l的穩定的前驅液b；
步驟2：將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度，然後將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，其勻膠轉速為4100r/min，勻膠時間為14s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜在220℃下烘烤7min得幹膜，再在545℃下在空氣中退火9.5min，即得晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，其勻膠轉速為4100r/min，勻膠時間為14s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜在220℃下烘烤7min得幹膜，再在545℃下在空氣中退火9.5min，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，直到製備出各8層每層30～40nm厚的相互間隔的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
實施例5
步驟1：以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和乙酸鎳為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.96:0.03:0.01溶於體積比為5:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.5mol/l的穩定的前驅液a；
以硝酸鉍、硝酸鈥、硝酸鍶、硝酸鐵、醋酸錳和硝酸鋅為原料(硝酸鉍過量5％)，按摩爾比為0.94:0.08:0.03:0.95:0.03:0.02溶於體積比為5:1的乙二醇甲醚和醋酸酐的混合溶液中，得到金屬離子總濃度為0.5mol/l的穩定的前驅液b；
步驟2：將fto/glass基片清洗乾淨，再在紫外光下照射，直至fto/glass基片表面達到原子清潔度，然後將前驅液a旋塗在fto/glass基片上，其勻膠轉速為4200r/min，勻膠時間為12s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3溼膜，溼膜在205℃下烘烤8.5min得幹膜，再在555℃下在空氣中退火8.59min，即得晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜；
步驟3：將晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜冷卻至室溫，在其表面旋塗前驅液b，其勻膠轉速為4200r/min，勻膠時間為12s，得到bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3溼膜，溼膜在205℃下烘烤8.5min得幹膜，再在555℃下在空氣中退火8.5min，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜；
步驟4：重複步驟2和3，即在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜，再在晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜上製備出晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，直到製備出各10層每層30～40nm厚的相互間隔的晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.96mn0.03ni0.01o3薄膜和晶態bi0.89ho0.08sr0.03fe0.95mn0.03zn0.02o3薄膜，即得到hosrmnni/hosrmnzn共摻鐵酸鉍超晶格薄膜。
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