1. 研究目的与意义（文献综述）

多铁材料是指某种具有两种或两种以上铁性（如铁电性、铁磁性和铁弹性等）的一类材料。由于此类材料在功能性传感器和数据存储设备等领域有着潜在的应用前景，一旦应用将在这些领域具有革命性的意义。近年来，随着现代薄膜制备技术、分析测试技术的日渐提高，多铁材料有了快速发展，成为了凝聚态物理及材料领域一个研究热点。目前人们已经对不少单相多铁薄膜材料进行了较深入详细的研究，如bifeo₃ (bfo), remno₃ (re-稀土族)和remn₂o₅等正在被研究，另有许多复合薄膜材料也得到广泛研究。

无铅铁酸铋（bifeo₃，bfo）是少数在室温下同时具铁电性能及反铁磁性能的材料。bfo具有强铁电性和高居里点(tc≈830 ℃)，因此其成为铁电存储和高温电子领域的关注热点与研究目标，同时其尼尔温度t_n≈370 ℃，具有类似于g型反铁磁的空间调制的螺旋磁结构，并且具有宏观的弱铁磁性。这一特性使其又具有好的记忆存储性能。因此才有前文提及其在功能性传感器和数据存储设备等领域有着潜在的应用前景。

bfo薄膜的制备方法有很多，包括金属有机分解法、水热与溶剂热法、磁控溅射沉积法、溶胶-凝胶法等。其中，磁控溅射法因其制备的薄膜具有纯度高、致密性好、膜厚易控制、薄膜与基片具有较强结合力等优点，使其在高质量薄膜的制备中得到广泛应用。但基于以上磁控溅射原理制备bfo 薄膜时也存在一定局限性，主要有以下方面问题：(i) 靶材中的bi与fe 原子由于相对原子质量存在较大差异(bi 的相对原子质量为207，fe 的相对原子质量为56) 会导致两种原子溅射速率不同，从而使得制备的薄膜与靶材成分存在偏差；(2) 铁酸铋靶材寿命较短，利用率较低；(3)bi 原子易挥发，且o 在溅射过程中的影响，使得悔膜成分容易出现偏差。此外，溶胶-凝胶法实验操作方法简单，成本较低，且容易控制溶液化学计量比，工艺及制备环境要求较低，具有良好的应用前景。同时磁控溅射法由于仪器精密，条件可控，重复性好，对于研究材料的各种机理有着很好的作用。但其仍然存在若干问题，如在制备过程中容易引入氧空位等缺陷，导致电阻率较低，漏导电流较大，限制了其在压电或磁电功能材料上的应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.材料制备：

(1)采用溶胶-凝胶法制备前驱体溶液，使用旋涂法制成bfo薄膜；通过调整前驱体原料组成，制备多组不同la掺杂量的bfo薄膜；

3. 研究计划与安排

第1—2周：查阅相关文献资料，翻译英文文献；

第3—5周：整理资料，在任务书的基础上，设计研究方案，确定切实可行的实验技术路线，了解相关的结构和性能的测试方法；撰写开题报告，开题答辩；

第6—10周：完成bifeo₃基薄膜的制备和掺杂改性，完成英文文献翻译，以及相应的测试工作，对于实验结果进行初步分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] m li, l pei, j wang, b yu, x wang, x zhao. structuraland multiferroic properties of the ce-doped bifeo₃ thin films[j].journal of alloys and compound 493 (2010) 544-548.

[2] d kuang, p tang, s yang, y zhang. thickness dependentferroelectric and magnetic properties of bi_0.9gd_0.1fe_0.9la_0.1o₃ films prepared by rf magnetron sputtering[j]. journal of magnetism and magneticmaterials 397 (2016) 33-38.

[3] hsingh, kl ya. structural, dielectric, vibrational and magnetic properties of smdoped bifeo₃ multiferroic ceramics prepared by a rapid liquid phasesintering method[j]. ceramics international 41 (2015) 9285-9295.