CN103601249B - 一种高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3 铁电薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜及其制备方法，将硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬按1.05:（0.96-y）:0.04:y的摩尔比混合后溶于混合的乙二醇甲醚中，然后加入醋酸酐，得到金属离子浓度为0.003～0.3mol/L的BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液；采用旋涂法将BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，然后烘干得干膜，再采用层层退火工艺得到晶态BiFe0.96-yMn0.04CryO3薄膜。该方法设备要求简单，实验条件容易达到，制备的薄膜均匀性较好，掺杂量容易控制，并且能够大幅度提高薄膜的铁电性能和介电性。
Description
技术领域
本发明属于功能材料领域，具体涉及一种高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜及其制备方法。
背景技术
BiFeO3作为极少数一种在室温下同时具有铁电性，铁磁性，反铁电以及反铁磁性的新型单相多铁材料。BiFeO3具有三方扭曲的简单钙钛矿结构，其铁电居里温度室温Tc=810℃，铁磁尼尔温度TN=380℃。BiFeO3薄膜在信息存储、自旋电子器件、信息存储、图像显示、热释电效应、小型化集成电子器件等方面广泛应用潜力，从而引起了人们极大的兴趣。但是，纯相BiFeO3薄膜由于较大泄漏电流密度的问题，导致它无法获得饱和且较大剩余极化强度的电滞回线，从而限制了它的实际应用。此外，较低的介电常数也限制了BiFeO3薄膜在电容器等介电性能方面的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜及其制备方法，该方法设备要求简单，实验条件容易达到，制备的薄膜均匀性较好，掺杂量容易控制，并且能够大幅度提高薄膜的铁电性能和介电性。
为了达到上述目的，本发明制备高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的方法，包括以下步骤：
1）将硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬按1.05:（0.96-y）:0.04:y的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬溶解，搅拌均匀后得到BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液；其中，y=0.00～0.05；BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶结束后，在220～260℃烘烤得干膜，再在550℃保温10min进行层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜。
所述的步骤1）中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为（3～4）:1。
所述的步骤1）中y=0.01～0.05。
所述的步骤1）中搅拌均匀的时间为3h。
所述的步骤2）中的烘烤时间为5～10min。
一种该方法制备的高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的化学组成为BiFe0.96-yMn0.04CryO3，y=0.00～0.05；其结构为三方结构R3c:H空间结构群和三方结构R3m:R结构空间群并存。
y=0.02，该铁电薄膜的化学组成为BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3，1kHz频率，726.56kV/cm测试电场下的饱和极化强度为126.24μC/cm2，剩余极化强度为108.89μC/cm2，矫顽场为329.97kV/cm；在1kHz～1MHz的测试频率范围内，BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3薄膜的介电常数变化范围为300～211。
本发明的进一步改进在于，所述的步骤3）中匀胶速度为3500～4000r/min，匀胶时间为15s。
对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法选择过度元素Mn、 Cr进行双B位掺杂，由于Mn2+、Cr3+半径小于Fe3+，掺杂后，固熔进入晶格，可以使原本近似呈钙钛矿结构的铁酸铋晶格扭曲，结构畸变加剧，使薄膜的极化程度增大；Mn,Cr容易变价，Mn以Mn2+/3+混合态的化合价存在，Cr以Cr3+/6+混合态的化合价存在，Mn2+转变为Mn3+，以及Cr6+离子的存在，都会出现补偿电子从而拟制氧空位的产生；同时双B位Mn和Cr二元共掺杂改善了薄膜表面形貌，提高薄膜的致密度，减少了薄膜的表面缺陷，因此，本发明制得的BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜较大幅度的提高了薄膜的铁电性和介电性。
本发明采用了溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）制备BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜，与现有方法相比，该方法具有设备简单，反应容易进行，反应温度较低，易操作，适宜在大的表面和形状不规则的表面上制备薄膜，易实现分子水平上的均匀掺杂，以及化学组分精确可控。
进一步，本发明中采用溶胶凝胶法制备BiFeO3铁电薄膜，通过双B位Mn和Cr共掺杂，在FTO基板上制备Mn和Cr共掺杂的BiFeO3薄膜，这种方法能够制备出一种BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜；通过里特维德精修，其结构为三方结构R3c:H空间结构群（74.08%）和三方结构R3m:R结构空间群（25.92%）并存，1kHz频率，726.56V/cm测试电场下的饱和极化强度为126.24μC/cm2，剩余极化强度为108.89μC/cm2，矫顽场为329.97kV/cm；在1kHz～1MHz的测试频率范围内，BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3薄膜的介电常数变化范围为300～211。
附图说明
图1是本发明实施例3制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的XRD图；
图2是本发明实施例3制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的XRD的里特维德精修图；
图3是本发明实施例3制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的SEM图;
图4是本发明实施例3制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的电滞回线图；
图5是本发明实施例3制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3薄膜的介电频谱图。
具体实施方式
实施例1：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.96:0.04:0.00的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.96Mn0.04O3前驱液；其中，乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.96Mn0.04O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.96Mn0.04O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3500r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96Mn0.04O3铁电薄膜。其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
在高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96Mn0.04O3铁电薄膜铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理。用TF2000铁电测试系统测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96Mn0.04O3铁电薄膜的铁电性能，在1kHz频率、726.56kV/cm的测试电 场下测得，其饱和极化强度为84.90μC/cm2，剩余极化强度为75.64μC/cm2，矫顽场为340.18kV/cm；用安捷伦Agilent B2901A测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96Mn0.04O3铁电薄膜的漏电流密度，1kHz～1MHz的测试频率范围内，BiFe0.96Mn0.04O3铁电薄膜的介电常数变化范围为192～149。
实施例2：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.95:0.04:0.01的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3前驱液；其中，乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法在将BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为4000r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3铁电薄膜；其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
在高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理。用TF2000铁电测试系统测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3铁电薄膜的铁电性能，在1kHz频率、726.56kV/cm的测试电场下测得，其饱和极化强度为115.40μC/cm2，剩余极化强度为100.99μC/cm2，矫顽场为319.76kV/cm；用安捷伦Agilent B2901A测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3铁电薄膜的漏电流密度， 1kHz～1MHz的测试频率范围内，BiFe0.95Mn0.04Cr0.01O3薄膜的介电常数变化范围为271～183。
实施例3：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.94:0.04:0.02的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3前驱液，其中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3600r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜；其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
在高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理；采用XRD测定高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的物相组成结构（参见图1），由图1与PDF20-0169标准卡片吻合，从中可知，溶胶凝胶方法制备的BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜具有扭曲钙钛矿结构，没有杂质的出现。
由图2可以看出精修后结果显示该薄膜结构为三方结构R3c:H空间结构群和三方结构R3m:R结构空间群并存，且按质量百分比，包括74.08%的三方结构R3c:H空间结构群和25.92%的三方结构R3m:R结构空间群。
用FE-SEM测定高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的微观形貌（参见图3），图3表明剩余极化强度和高介电常数BiFe0.0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜具有致密均匀的表面结构。
用TF2000铁电测试系统测试剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的铁电性能（参见图4），图4表明1kHz频率，726.56V/cm测试电场下的饱和极化强度为126.24μC/cm2，剩余极化强度为108.89μC/cm2，矫顽场为329.97kV/cm。
用安捷伦Agilent B2901A测试剩余极化强度和高介电常数BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3薄膜的漏电流密度(参见图5)，1kHz～1MHz的测试频率范围内，剩余极化强度和高介电常数BiFe0.0.94Mn0.04Cr0.02O3铁电薄膜的介电常数变化范围为300～211。
实施例4：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.93:0.04:0.03的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液，其中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3800r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后再采用层层退火处理得到剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3铁电薄膜；其中，层层退火工艺中每次退火温度为550℃，退火保温时间为10min。
在剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理。用TF2000铁电测试系统测试剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3铁电薄膜的铁电性能，在1kHz频率、726.56kV/cm的测试电场下测得，其饱和极化强度为103.70μC/cm2，剩余极化强度为88.47μC/cm2，矫顽场为379.71kV/cm；用安捷伦Agilent B2901A测试剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3铁电薄膜的漏电流密度，1kHz～1MHz的测试频率范围内，剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3薄膜的介电常数变化范围为248～181。
实施例5：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.92:0.04:0.04的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3前驱液；其中，乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为4000r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3铁电薄膜；其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
在高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理。 用TF2000铁电测试系统测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3铁电薄膜的铁电性能，在1kHz频率，726.56V/cm测试电场下的饱和极化强度为59.30/cm2，剩余极化强度为50.18μC/cm2，矫顽场为360.17kV/cm；用安捷伦Agilent B2901A测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3铁电薄膜的漏电流密度，1kHz～1MHz的测试频率范围内，高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.92Mn0.04Cr0.04O3薄膜的介电常数变化范围为186～130。
实施例6：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.91:0.04:0.05的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液；其中，乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3700r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在260℃烘烤5min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3铁电薄膜；其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
在高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3铁电薄膜表面离子溅射制备0.502mm2的Au电极，然后300℃保温20min进行电极退火处理。
用TF2000铁电测试系统测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3铁电薄膜的铁电性能，1kHz频率，726.56V/cm测试电场 下的饱和极化强度为82.00μC/cm2，剩余极化强度为70.03μC/cm2，矫顽场为417.90kV/cm；用安捷伦Agilent B2901A测试高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3铁电薄膜的漏电流密度，在1kHz～1MHz的测试频率范围内，高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3薄膜的介电常数变化范围为180～105。
实施例7：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.91:0.04:0.05的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液；其中，乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为4:1，BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3700r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在220℃烘烤10min得干膜，然后采用层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.91Mn0.04Cr0.05O3铁电薄膜；其中，层层退火处理中每次退火温度为550℃退火保温时间为10min。
实施例8：
1）将Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·5H2O、C4H6MnO4·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O按1.05:0.93:0.04:0.03的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬充分溶解，磁力搅拌3h后得到稳定的BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液，其中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为3:1，BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2）采用旋涂法将BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶速度为3800r/min，匀胶15s，匀胶结束后，在240℃烘烤7min得干膜，然后再采用层层退火处理得到剩余极化强度和高介电常数BiFe0.93Mn0.04Cr0.03O3铁电薄膜；其中，层层退火工艺中每次退火温度为550℃，退火保温时间为10min。
上述实施例在采用旋涂法将BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜前，BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液静置24h。
上述实施例所采用的表面达到原子清洁度FTO/glass基片是按照如下方法得到的：
1）选用FTO/glass基片为基底，然后进行切割，将切割好的FTO/glass基片依次置于上海和黄白猫有限公司生产的白猫牌洗洁精、丙酮、乙醇中超声波清洗，每次超声波清洗10min后用大量蒸馏水冲洗FTO/glass基片，最后用氮气吹干；
2）将将吹干后的FTO/glass基片放入60℃烘箱烘烤5min，取出静置至室温；得到烘干后的FTO/glass基片；
3）将烘干后的FTO/glass基片置于紫外光照射仪中照射40min，使基片表面达到“原子清洁度”，即得表面达到原子清洁度FTO/glass基片。
上述实施例中的层层退火处理是指：对干膜进行退火，然后在退火后的干膜上重复的进行旋涂BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液、烘烤得到干膜以及退火处理的操作，重复次数为14次，达到所需厚度。
以上所述内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
本发明通过对BiFeO3薄膜进行双B位掺杂改性以降低其漏电流，提高剩余极化强度和介电常数的。目前用于制备BiFeO3薄膜的方法有很多，有化学气相沉积法(CVD)、磁控溅射法(rf magnetron sputtering)、金属有机物沉积法(MOD)、金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、液相沉积法（LPD）、分子束外延法(MBE)、脉冲激光沉积法(PLD)、溶胶-凝胶法(Sol-Gel)等。本发明采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜，该方法设备要求简单，实验条件容易达到，制备的薄膜均匀性较好，掺杂量容易控制，并且可通过掺杂大幅度提高薄膜的铁电性能和介电性。
Claims (6)
1.一种制备高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬按1.05:(0.96-y):0.04:y的摩尔比混合后溶于乙二醇甲醚中，然后向其中加入醋酸酐，使硝酸铋、硝酸铁、乙酸锰和硝酸铬溶解，搅拌均匀后得到BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液；其中，y＝0.01～0.05；BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液中金属离子浓度为0.003～0.3mol/L；
2)采用旋涂法将BiFe0.96-yMn0.04CryO3前驱液匀胶在表面达到原子清洁度的FTO/glass基片上制备薄膜，匀胶结束后，在220～260℃烘烤得干膜，再在550℃保温10min进行层层退火处理得到高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜。
2.根据权利要求1所述的制备高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤1)中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(3～4):1。
3.根据权利要求1所述的制备高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤1)中搅拌均匀的时间为3h。
4.根据权利要求1所述的制备高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜的方法，其特征在于：所述的步骤2)中的烘烤时间为5～10min。
5.一种采用权利要求1～4中任意一项权利要求所述的方法制备的高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜，其特征在于：该铁电薄膜的化学组成为BiFe0.96-yMn0.04CryO3，y＝0.01～0.05；其结构为三方结构R3c:H空间结构群和三方结构R3m:R结构空间群并存。
6.根据权利要求5所述的高剩余极化强度和高介电常数BiFe0.96-yMn0.04CryO3铁电薄膜，其特征在于：y＝0.02，该铁电薄膜的化学组成为BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3，1kHz频率，726.56kV/cm测试电场下的饱和极化强度为126.24μC/cm2，剩余极化强度为108.89μC/cm2，矫顽场为329.97kV/cm；在1kHz～1MHz的测试频率范围内，BiFe0.94Mn0.04Cr0.02O3薄膜的介电常数变化范围为300～211。
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| BiFeO3及其掺杂体系薄膜的结构及性能研究;吕平等;《实验室科学》;20130228;第16卷(第1期);41-44 * |
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