Name: Une Fabrication et une méthode de mesure pour un élément ferroélectrique Flexible basé sur l’épitaxie de Van Der Waals (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 40 s
Description: Découvrez la fabrication d'éléments ferroélectriques flexibles en PZT par hétéroépitaxie de Van der Waals sur mica muscovite. Cette méthode permet de créer des dispositifs mémoire flexibles pour l'électronique portable.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (Grant nos 11402221 et 11502224), la simulation de l’État touche laboratoire de pulsé rayonnement Intense et effet (SKLIPR1513) et Hunan Provincial clé recherche et Plan de développement (no. 2016 SEM 2014).

1. confection Flexible PZT minces
<ol><li>Couper un substrat de mica 1 cm x 1 cm d’une feuille de mica avec des ciseaux.</li>
	<li>Difficulté ce substrat de mica 1 cm x 1 cm sur un bureau à l’aide de ruban adhésif double-face.</li>
	<li>Utiliser les pinces pour décoller le mica couche par couche jusqu'à l’épaisseur désirée (50 µm), mesurée avec un micromètre.</li>
	<li>Collez ce fraîchement clivé substrat mica sur un porte-substrat 5'' à l’aide d’une fine couche de peinture argentée et guérir à 120 ° C sur une plaque chauffante pendant 10 minutes fixer fermement les mica sur substrat.</li>
	<li>Mettre le porte-substrat PLD (dépôt de Laser pulsé) dans la chambre PLD.</li>
	<li>Sélectionnez le taux de répétition (par exemple, 10 Hz) et énergétiques (p. ex., 300 mJ) au laser.</li>
	<li>Déplacez la lentille de focalisation sur la position réglée.</li>
	<li>Ouvrir l’obturateur et déposer un 5 nm CoFe2O4 (CFO) [Laser énergie : 300 mJ, pression d’oxygène : 50 mTorr, température de l’échantillon : 590 ° C, temps de dépôt : 5 min] mince film comme une couche tampon en déclenchant le laser (Figure 1).</li>
	<li>Déposer un 20-80 nm SrRuO3 (SRO) [Laser énergie : 300 mJ, pression d’oxygène : 100 mTorr, température de l’échantillon : 680 ° C, temps de dépôt : 10-30 min] sur la couche de tampon CFO comme l’électrode inférieure pour les essais de rendement électrique en déclenchant la (laser La figure 1).</li>
	<li>Dépôt a 150 nm LUN [Laser énergie : 300 mJ, pression d’oxygène : 100 mTorr, température de l’échantillon : 650 ° C, temps de dépôt : 60 min] fin-film sur le dessus de l’électrode inférieure SRO en déclenchant le laser (Figure 1).</li>
	<li>Aérer la chambre à l’aide de N2 et retirer l’échantillon PZT/mica (Figure 2) lorsque la température atteint la température de la pièce.</li>
	<li>Mettre l’échantillon sur un morceau de verre.</li>
	<li>Mettre un maillage prédéfini avec 200 µm de diamètre sur le dessus de l’échantillon. Fixer le maillage bien et mettre le treillis-échantillon dans la chambre de pulvérisation.</li>
	<li>Utilisation DC pulvérisation (10 mA, 8 mbar, 6 min) pour déposer des électrodes haut de la page Pt sur le film. Supprimer l’exemple après la pulvérisation.</li>
	<li>Utilisez un couteau ou 20 % d’acide HF pour supprimer une section de LUN 1 x 1 mm. Il s’agit de découvrir l’électrode de SRO bas et forment de nombreux petits condensateurs ferroélectriques flexibles. NOTE : Croître SRO comme l’électrode inférieure et ensuite déposer Pt sur le dessus les électrodes sur les films de DC pulvérisation pour former plusieurs petits condensateurs pour mesurer les propriétés électroniques du film mince PZT, illustrée à la Figure 3.</li>
	<li>Peindre une couche d’argent conductrice sur l’OAR exposée pour augmenter la conductivité électrique de l’électrode de SRO bas. S’assurer que l’argent conductrice peut contacter l’OAR exposée.</li>
</ol>2. FERROELECTRIQUE caractérisation
<ol><li>Essai de flexion<ol>
<li>Sur la face arrière de l’échantillon flexible, coller un morceau de papier avec la même taille que l’échantillon pour transférer facilement de l’échantillon d’un stade à l’autre.</li>
		<li>Placer le PZT/mica sur la carte de test de l’analyseur de test de ferroélectrique semi-conducteurs et système de dispositif.</li>
		<li>Mettre une sonde de mesure de l’analyseur de test de ferroélectrique semi-conducteurs et système de dispositif sur l’électrode en haut de la page Pt et mettre la sonde de mesure d’autres sur la couche d’argent-SRO pour obtenir les champ de polarisation électrique (P-E) cycles d’hystérésis et courbes de champ électrique capacité (C-E) tandis que l’échantillon se redresse.<ol>
<li>Mesurer les boucles d’hystérésis de P-E avec deux sondes à une fréquence de 2 kHz et 4 courbes de mesure V. le C-E avec les deux sondes à une fréquence de 1 MHz et à 4 V. Retirer l’échantillon se détendit.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Fixez la couche mince flexible PZT/mica sur le moule désiré à l’aide de ruban adhésif double-face. Prendre soin d’éviter la glissade/glissement de mica pendant la mesure.</li>
		<li>Montez-le sur la carte de test de l’analyseur de test de ferroélectrique semi-conducteurs et système de dispositif.</li>
		<li>Mettre une sonde sur l’électrode en haut de la page Pt, tandis que l’autre sonde touche l’électrode inférieure de SRO à travers l’argent revêtement similaire à celle utilisée précédemment (étape 2.1.3).</li>
		<li>Mesurer les cycles d’hystérésis P-E et les courbes de C-E sous divers traction et en compression de courbure (Figure 4).<ol>
<li>Mesurer les boucles d’hystérésis de P-E avec deux sondes avec les deux sondes à une fréquence de 1 MHz et à 4 V à une fréquence de 2 kHz et 4 courbes de mesure V. le C-E.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Retirer l’échantillon PZT flexible lorsque les mesures de P-E et C-E sont terminées.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stabilité thermique<ol>
<li>Remettre le PZT/mica sur l’échiquier de test de l’analyseur de test de ferroélectrique semi-conducteurs et système de dispositif.</li>
		<li>Mettre une sonde de mesure sur l’électrode en haut de la page Pt et mettre la sonde de mesure d’autres sur la couche d’argent-SRO.</li>
		<li>Ouvrir le système de contrôle de température pour chauffer l’échantillon.</li>
		<li>Effectuer les mesures P-E et C-E à des températures différentes (25 ° C, 50 ° C, 75 ° C, 100 ° C, 125 ° C, 150 ° C, 175 ° C).</li>
		<li>Éteignez le radiateur après que les mesures sont effectuées.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Essais de flexion cyclique<ol>
<li>Monter le flexible PZT/mica dans les deux rainures de cette configuration.</li>
		<li>Fixer une extrémité de l’échantillon alors qu’elle est tordue de l’autre extrémité à l’aide d’un moteur.</li>
		<li>Utilisez une règle pour mesurer la longueur PZT/mica ainsi que de la direction du mouvement (flexion) du moteur avant le 8 mm cintrage procédé (Figure 5).</li>
		<li>Calculer la longueur du mouvement C pour plier l’échantillon 5 mm selon la formule : C=L-2Rsin(L/2R), où L est la longueur des PZT/mica en état se détendit, R est le rayon de courbure, et C est la longueur du mouvement du moteur.</li>
		<li>Définir le nombre de cycles (1000) de courbure dans l’ordinateur (Figure 6).</li>
		<li>Cliquez sur le bouton de démarrage (Figure 6) pour lancer le mouvement en arrière de moteur.</li>
		<li>Retirer l’échantillon et mesurer le P-E pour vérifier si les propriétés ferroélectriques sont conservées.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Kim, W. Y., Lee, H. C. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/6112789/">Stable ferroelectric poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) film for flexible nonvolatile memory application.</a> IEEE Electron Device Letters. 33 (2), 260-262 (2012).</li>
<li>Mao, D., Quevedo-Lopez, M. A., Stiegler, H., Gnade, B. E., Alshareef, H. N. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119910000650">Optimization of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) films as non-volatile memory for flexible electronics.</a> Organic Electronics. 11 (5), 925-932 (2010).</li>
<li>Lee, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3608145">The flexible non-volatile memory devices using oxide semiconductors and ferroelectric polymer poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene).</a> Applied Physics Letters. 99 (1), 012901-012903 (2011).</li>
<li>Kim, R. H., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/ncomms4583">Non-volatile organic memory with sub-millimeter bending radius.</a> Nature Communications. 5, 3583-3594 (2014).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Flexible%2C+All-Reduced+graphene+oxide+non-volatile+memory+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Flexible, All-Reduced graphene oxide non-volatile memory devices.</a> Advanced Materials. 25 (2), 233-238 (2013).</li>
<li>Ji, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+switching+characteristics+of+organic+nonvolatile+memory+on+a+bent+flexible+substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Stable switching characteristics of organic nonvolatile memory on a bent flexible substrate.</a> Advanced Materials. 22 (28), 3071-3075 (2010).</li>
<li>Ghoneim, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aelm.201500045/abstract">Thin PZT-based ferroelectric capacitors on flexible silicon for nonvolatile memory applications.</a> Advanced Electronic Materials. 1 (6), 1500045-1500054 (2015).</li>
<li>Ghoneim, M. T., Hussain, M. M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4927913">Study of harsh environment operation of flexible ferroelectric memory integrated with PZT and silicon fabric.</a> Applied. Physics. Letters. 107 (5), 052904-052908 (2015).</li>
<li>Zuo, Z., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/45/18/185302">Preparation and ferroelectric properties of freestanding Pb(Zr,Ti)O3 thin membranes.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 45 (18), 185302-185306 (2012).</li>
<li>Kingon, A. I., Srinivasan, S. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat1334">Lead zirconate titanate thin films directly on copper electrodes for ferroelectric, dielectric and piezoelectric applications.</a> Nature Materials. 4 (3), 233-237 (2005).</li>
<li>Shelton, C. T., Gibbons, B. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1551-2916.2011.04811.x/abstract">Epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 thin films on flexible substrates.</a> Journal of the American Ceramic Society. 94 (10), 3223-3226 (2011).</li>
<li>Rho, J., et al. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/5512660/">PbZrxTi1−xO3 Ferroelectric thin-film capacitors for flexible nonvolatile memory applications.</a> IEEE Electron Device Letters. 31 (9), 1017-1019 (2010).</li>
<li>Bretos, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activated+Solutions+Enabling+Low-Temperature+processing+of+functional+ferroelectric+oxides+for+flexible+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Activated Solutions Enabling Low-Temperature processing of functional ferroelectric oxides for flexible electronics.</a> Advanced Materials. 26 (9), 1405-1409 (2014).</li>
<li>Tsagarakis, E. D., Lew, C., Thompson, M. O., Giannelis, E. P. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2387964">Nanocrystalline barium titanate films on flexible plastic substrates via pulsed laser annealing.</a> Applied Physics Letters. 89 (20), 202910-202912 (2006).</li>
<li>Bakaul, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+speed+epitaxial+perovskite+memory+on+flexible+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">High speed epitaxial perovskite memory on flexible substrates.</a> Advanced Materials. 29 (11), 1605699-1605703 (2017).</li>
<li>Li, C. I., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b01180">Van der Waal epitaxy of flexible and transparent VO2 film on muscovite.</a> Chemistry of Materials. 28 (11), 3914-3919 (2016).</li>
<li>Ma, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4954172">Van der Waals epitaxy of functional MoO2 film on mica for flexible electronics.</a> Applied Physics Letters. 108 (25), 253104-253108 (2016).</li>
<li>Bitla, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+heteroepitaxy+for+flexible+optoelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Oxide heteroepitaxy for flexible optoelectronics.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (47), 32401-32407 (2016).</li>
<li>Wu, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heteroepitaxy+of+Fe3O4%2Fmuscovite%3A+A+new+perspective+for+flexible+spintronics%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Heteroepitaxy of Fe3O4/muscovite: A new perspective for flexible spintronics.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (49), 33794-33801 (2016).</li>
<li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+ferroelectric+element+based+on+van+der+Waals+heteroepitaxy%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Flexible ferroelectric element based on van der Waals heteroepitaxy.</a> Science Advances. 3 (6), e1700121-e1700128 (2017).</li>
<li>Amrillah, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+multiferroic+bulk+heterojunction+with+giant+magnetoelectric+coupling+via+van+der+waals+epitaxy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Flexible multiferroic bulk heterojunction with giant magnetoelectric coupling via van der waals epitaxy.</a> ACS Nano. 11 (6), 6122-6130 (2017).</li>
<li>Bitla, Y., Chu, Y. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452262717300673">MICAtronics: A new platform for ﬂexible X-tronics.</a> Flat Chem. 3, 26-42 (2017).</li>
<li>Chu, Y. H. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/s41535-017-0069-9">Van der Waals oxide heteroepitaxy.</a> Quantum Materials. 2 (1), 67-71 (2017).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont aucun intérêt financier concurrentes de divulguer.

L’étape clé dans la fabrication d’éléments ferroélectriques réside dans l’utilisation d’une surface propre et plat même substrat. Bien que fraîchement clivé mica est atomiquement lisse, il est nécessaire de prêter attention à la prévention des surfaces subissent des éclats visibles, séparer les couches, fissures, inclusions, etc. après la déposition de la couche de LUN, l’échantillon a été refroidi sous un pression élevée en oxygène (200-500 Torr) afin de réduire les postes vacants de l’oxygène. Ex-situ...

La fabrication réussie des éléments flexibles de mémoire non volatile (NVME) joue un rôle clé pour exploiter le plein potentiel de l’électronique flexible. NVME doit disposent de poids léger, consommation faible coût, faible puissance, vitesse rapide et capacités de stockage haute densité outre le stockage de données, de traitement de l’information et de communication. Pb de perovskite (Zr, Ti) O3 (PZT) agit comme un système populaire pour ces demandes compte tenu de sa grande polarisation, polarisation rapide commutation, la température de Curie élevée, faible champ coercitif et haut coefficient piézoélectrique. Dans les mémoires non volatiles ferroélectriques, une impulsion de tension externe peut passer les polarisations deux reste entre deux directions stables, représentées par '0' et '1'. Il est non volatile, et le processus de lecture/écriture peut être complété en nanosecondes. NVME basé sur organique1,2,3,4,5,6 et inorganiques7,8,9,10 ,11,12,13,14,15 matériaux ferroélectriques ont été tentées sur des substrats souples. Toutefois, une telle intégration est limitée par non seulement des substrats incapacité de croissance haute température mais aussi la performance de l’appareil dégradées, fuite de courant et court-circuit électrique en raison de leurs surfaces accidentées. Malgré des résultats prometteurs, alternent des stratégies comme l’amincissement du substrat8 et le transfert d’une couche épitaxiale sur un substrat flexible15 souffrent viabilité limitée compte tenu du processus multipas sophistiqué, le imprévisibilité de transfert, ainsi que l’applicabilité limitée.
Pour les motifs susmentionnés, il est essentiel d’explorer un substrat approprié qui est capable de surmonter des stabilités thermiques et opérationnelles limitées des substrats mous pour faire progresser l’électronique flexible. Un mica muscovite naturel (KAl2(AlSi3O10) (OH)2) substrat avec des caractéristiques uniques comme atomiquement lisser les surfaces, haute stabilité thermique, inertie chimique, haute transparence, souplesse mécanique, et compatibilité avec les méthodes actuelles de fabrication peut être utilisée pour traiter efficacement ces questions. Plus encore, la structure en couches bidimensionnelle de mica monoclinique prend en charge l’épitaxie de van der Waals, qui atténue les treillis et thermique correspondant à des conditions, supprimant donc considérablement le substrat à l’effet de serrage. Ces avantages ont été exploités dans la croissance directe d’oxydes fonctionnels16,17,18,19,20,21,22, 23 sur muscovite récemment, compte tenu des demandes de matériel flexible.
Ici, les auteurs décrivent un protocole directement croissance épitaxiale plomb mais souple zirconium titanate (PZT) minces sur mica muscovite. Ceci est réalisé grâce à un procédé de déposition de laser pulsé en s’appuyant sur les propriétés polyvalentes de mica, aboutissant à l’épitaxie de van der Waals. Ces structures préfabriquées conservent toutes les propriétés supérieures d’épitaxiale LUN sur substrats cristallins unique rigides et présente d’excellentes stabilités thermiques et mécaniques. Cette approche simple et fiable fournit un avantage technologique sur multistep-transfert et substrat amincissement stratégies et facilite le développement d’éléments tant attendue et pourtant souple monocristallin mémoire non volatile requis pour dispositifs intelligents de nouvelle génération à haute performance.

<table><tbody><tr><td><fort>Équipement</fort></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plaque chauffante</td><td>Polonais</td><td>Système P-20</td><td></td></tr><tr><td>PLD Produits</td><td>PVD Système d’essai</td> ferroélectrique <td>PLD 5000</td><td></td></tr>&<tr><td>nbsp ;</td><td>Stations de travail Radiant Technologies Precisions&nbsp ;</td><td>RT66A</td><td></td></tr><tr><td>Analyseur de dispositifs à semi-conducteurs&nbsp ;</td><td>Agilent&nbsp ;</td><td>B1500A</td><td></td></tr><tr><td>Moules de cintrage</td><td>Matériau</td><td></td> en <td>téflon usiné</td>maison</tr><tr><td>Étape de pliage</td><td>Configuration interfacée</td> Labview faite <td></td> maison <td>qui fournit un déplacement précis aussi petit que 1 micromètre</td></tr><tr><td>Système de pulvérisation</td><td>Beijing&nbsp ; Feuilles</td><td>ETD-3000</td><td></td></tr><tr><td>Materials</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mica (001)</td><td>Nilaco corporation&nbsp ;</td><td></td><td></td>990066</tr><tr><td>peinture argentée conductrice</td><td>Ted Pella, INC</td><td>No.16033</td><td></td></tr><tr><td>CoFe2O4 cible</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SrRuO3 cible</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PbZr0.2Ti0.8O3 cible</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pt target</td><td>Hefei Ke jing</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

une fabrication et une méthode de mesure pour un élément ferroélectrique flexible basé sur l’épitaxie de van der waals

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexibles mémoires non volatiles ont reçu beaucoup d’attention car ils sont applicables pour dispositif électronique intelligent portable dans l’avenir, en s’appuyant sur le stockage de données à haute densité et des capacités de faible consommation. Toutefois, la mémoire non volatile de l’oxyde de qualité basé sur des substrats souples est souvent limitée par les caractéristiques des matériaux et le procédé de fabrication de haute température inévitables. Dans cet article, un protocole est proposé directement croissance épitaxiale mais souple plomb zirconium titanate mémoire élément sur mica muscovite. La méthode de dépôt polyvalent technique et mesure permettent la fabrication d’éléments de mémoire non-volatile flexible encore monocristallin nécessaires pour la prochaine génération de dispositifs intelligents.

Les minces épitaxiales de PZT/SRO/CFO/mica ont été déposés avec la technique de dépôt de laser pulsé comme indiqué à l’étape 1. La figure 1 illustre le schéma de croissance et de la Figure 2 illustre un élément réel de NVM flexible basé sur le lun.

Stabilité mécanique est un aspect crucial de l’application du dispositif flexible. La performance ferroélectrique m...

Dans cet article, nous présentons un protocole d’augmenter directement un épitaxiale encore élément de mémoire câble flexible zirconium titanate sur mica muscovite.

Une Fabrication et une méthode de mesure pour un élément ferroélectrique Flexible basé sur l’épitaxie de Van Der Waals

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Une méthode de fabrication et de mesure pour un élément ferroélectrique flexible basée sur l’hétéroépitaxie de van der Waals.Introduction. Fabrication de films minces PZT flexibles. Coupez un substrat de mica d’un centimètre sur un centimètre dans une feuille de mica avec des ciseaux.Fixez ce substrat de mica d’un centimètre sur un centimètre sur un bureau, à l’aide de ruban adhésif double face. À l’aide d’une pince à épiler, décoller le mica, couche par couche, jusqu’à l’épaisseur souhaitée, mesurée au micromètre. Collez ce substrat de mica fraîchement clivé sur un support de substrat de cinq pouces, à l’aide d’une fine couche de peinture argentée, et durcissez-le à 120 degrés centigrades sur une plaque chauffante pendant 10 minutes pour fixer fermement le mica sur un substrat.Placez le support de substrat PLD dans la chambre PLD. Sélectionnez le taux de répétition et l’énergie laser. Déplacez la lentille de mise au point sur la position définie.Ouvrez le briseur et déposez une fine pellicule CFO de cinq millimètres comme couche tampon, en déclenchant le laser. Déposez un SRO de 20 à 18 millimètres sur la couche tampon SAFO comme électrode inférieure pour les tests de performance électrique ultérieurs, en déclenchant le laser. Déposez une couche mince PZT de 115 millimètres sur le dessus de l’électrode inférieure du SRO, en déclenchant le laser.Ventilez la chambre à l’aide d’un tube et retirez le PZT sur l’échantillon de mica lorsque la température atteint la température ambiante. Placez l’échantillon sur un morceau de verre. Placez un maillage préconçu de 200 micromètres de diamètre sur l’échantillon.Fixez bien le treillis et placez l’échantillon de maille dans la chambre de pulvérisation. Utilisez la pulvérisation cachhotée pour déposer les électrodes supérieures en platine sur le film. Retirez l’échantillon après la pulvérisation.À l’aide d’un couteau ou d’acide fluorhydrique à 20 %, prélever une section PZT de près d’un millimètre sur un millimètre. Il s’agit de découvrir l’électrode SRO inférieure et de former de nombreux petits condensateurs ferroélectriques flexibles. Appliquez une couche d’argent conducteur sur l’OAR exposé pour augmenter la conductivité électrique de l’électrode inférieure de l’OAR.Assurez-vous que l’argent conducteur peut entrer en contact avec le SRO exposé. Essai de flexion de caractérisation ferroélectrique. Sur la face arrière de l’échantillon flexible, collez un morceau de papier de la même taille que l’échantillon, pour faciliter le transfert de l’échantillon d’une étape à l’autre.Placez le PZT omega sur un bateau d’essai du système de test ferroélectrique dans un analyseur de dispositifs à semi-conducteurs. Placez une sonde de mesure du système de test ferroélectrique et de l’analyseur de dispositif à semi-conducteur sur l’électrode supérieure en platine, puis placez l’autre sonde de mesure sur la couche SRO d’argent pour donner aux boucles d’hystérésis du champ électrique de polarisation et aux courbes de champ électrique du condensateur pendant que l’échantillon n’est pas plié. Mesurez les boucles d’hystérésis P avec les deux sondes à une fréquence de deux kilohertz et à quatre watts.Mesurez les courbes CE avec les deux sondes à une fréquence d’un mégahertz et ajoutez quatre watts. Retirez l’échantillon ambiant. Fixez le film mince flexible PZT ou mica en mode de désactivation à l’aide de ruban adhésif double face.Veillez à éviter le glissement ou le glissement du mica lors des mesures. Montez-le sur la carte de test du système de test ferroélectrique et sur l’analyseur de dispositifs à semi-conducteurs. Placez une sonde sur l’électrode supérieure en platine tandis que l’autre sonde touche l’électrode SRO inférieure grâce au codage argent, similaire à la configuration utilisée précédemment.Mesurez les boucles d’hystérésis P et les courbes CE sous divers radium de flexion en étain et en compression. Mesurez les boucles P-hystérésis avec les deux sondes à une fréquence de deux kilohertz et ajoutez quatre watts. Mesurez les courbes CE avec les deux sondes à une fréquence d’un mégahertz et ajoutez quatre watts.Retirez l’échantillon PZT flexible lorsque les mesures PE et CE sont terminées. Caractérisation ferroélectrique Stabilité thermique. Placez le PZT ou le mica sur le bateau d’essai du système de test ferroélectrique et de l’analyseur de dispositif à semi-conducteurs.Placez une sonde de mesure sur l’électrode supérieure en platine et placez l’autre sonde de mesure sur la couche sera SrO. Ouvrez le système de contrôle de la température pour chauffer l’échantillon. Effectuez les mesures PE et CE à différentes températures.Éteignez l’ensemble de chauffage une fois les mesures effectuées. Caractérisation ferroélectrique, flexion, flexion, cyclabilité. Montez le PZT ou le mica flexible dans les deux rainures de cette configuration.Fixez une extrémité de l’échantillon à l’endroit où il est plié à partir de l’autre extrémité avec huit modèles AVO. À l’aide d’une règle, mesurez la lentille PZT ou mica ainsi que la direction du mouvement du moteur avant le processus de pliage de huit millimètres. Calculez le mouvement vers la lentille C pour plier l’échantillon de cinq millimètres selon la formule où l’aire est la lentille de PZT ou de mica à l’état plié.R est le rayon de courbure et C est la lentille de mouvement du moteur. Réglez le nombre de cycles de pliage 1 000 dans l’ordinateur. Cliquez sur le bouton de démarrage pour lancer le mouvement de va-et-vient du moteur.Retirez l’échantillon et le VPE principal pour vérifier si les propriétés ferroélectriques sont conservées. Résultats représentatifs. L’épitecture de PZT, SRO, des couches minces de mica CFO ont été déposées et ont été censées laserer la technique de position, comme décrit à la première étape.La figure 1 montre le gain brut et la figure 2 montre un élément MVM flexible réel le mieux sur le PZT. La stabilité mécanique est un aspect crucial de l’application d’un dispositif flexible. Les performances ferroélectriques au microscope de l’hétérostructure contre la flexion mécanique ont été évaluées à la fois en traction et en compression.Les figures 7A et 7B montrent les boucles d’hystérésis PE et CE des condensateurs PZT et les différents rayons de courbure en compression et en traction. La figure 7C montre la constante de polarisation saturée. Une polarisation électrique résiduelle pourrait inciter les brins.Et les valeurs de capacité dans les erreurs expérimentales et les différents rayons de courbure. Il en résulte simplement que les condensateurs à couche mince PZT maintiennent une pratique électrique stable et les contraintes mécaniques requises pour l’application de dispositif électronique flexible qui a également été prise par la spectroscopie Raman. Les boucles d’hystérésis du champ électrique à polarisation bien saturée et symétrique et le champ électrique capacitif avec les courbes papillon de l’hétérostructure mesurées à un mégahertz et la courbure de température de 25 à 175 degrés centigrades pour un nouveau dispositif sont illustrés respectivement aux Fig. 8A et 8B.Ce condensateur ferroélectrique est à la meilleure polarisation de saturation constante. Un reste de polarisation se produit dans le champ et la capacité dans la plage de température plus large, comme le montre la figure 8C. La structure hétéro maintient également une rétention et une endurance élevées à température ambiante ainsi qu’à 100 degrés centigrades.Ce processus implique que l’hétérostructure PZT ou mica peut avoir des applications potentielles dans les dispositifs électroniques à haute température. Une série de tests de cyclabilité a été réalisée pour valider les hétérostructures PZT ou mica pour des applications pratiques. La figure 9 montre les boucles PE avant et après 1 000 cycles de pliage dans les états d’étain et de déformation de compression.Les boucles PE à différents mouvements de flexion sont affichées verticalement pour des raisons de commodité. Il n’est pas digne que l’hétérostructure conserve son comportement ferroélectrique même après 1 000 cycles de flexion à un rayon de courbure de cinq millimètres respectif de la déformation de flexion naturelle. Conclusion.

a-fabrication-measurement-method-for-flexible-ferroelectric-element

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Nous décrivons l'utilisation de dépôt laser pulsé (PLD), techniques de photolithographie et de fil-liaison pour créer une échelle micrométrique dispositifs d'oxydes complexes. Le PLD est utilisée pour faire pousser des couches minces épitaxiales. techniques de photolithographie et wire-bonding sont introduits pour créer des dispositifs pratiques à des fins de mesure.

Fabrication d&#39;oxydes complexes spatialement confinés

Nous présentons la synthèse du vanadium ferrimagnétique tétracyanoéthylène à base organique (V [TCNE] x, x ~ 2) par l'intermédiaire de faible dépôt chimique en phase vapeur de température (CVD). Cette recette optimisé donne une augmentation de la température de Curie de 400 K à 600 K et sur une amélioration spectaculaire des propriétés de résonance magnétique.

Chemical Vapor Deposition d&#39;un aimant Organic, Vanadium tétracyanoéthylène

Nous décrivons la méthodologie d’exfoliation mécanique et de dépôt de flocons de nouveaux matériaux de dimensions microniques sur substrat, la fabrication de structures de dispositifs expérimentaux pour l’expérimentation de transport et la mesure du magnétotransport dans un cryostat sec à cycle fermé d’hélium à des températures allant jusqu’à 0,300 K et des champs magnétiques allant jusqu’à 12 T.

Méthodes expérimentales avancées pour basse température magnétotransport mesure de nouveaux matériaux

Ce travail détaille les procédures pour la croissance et la caractérisation de SrTiO cristalline 3 directement sur ​​des substrats de germanium par dépôt de couches atomiques. La procédure illustre la capacité d'un procédé de croissance de tous les produits chimiques pour intégrer monolithiquement sur des oxydes semi-conducteurs pour des dispositifs à semiconducteurs métal-oxyde.

Croissance épitaxiale de perovskite Strontium Titanate sur Germanium via Atomic Layer Deposition

Ce protocole décrit une stratégie de fabrication basée sur la solution pour des électrodes flexibles et performantes à haute performance avec une maille en métal épaisse entièrement intégrée. Les électrodes transparentes flexibles fabriquées par ce procédé se distinguent par les performances les plus élevées, notamment la résistance à la feuille ultra-faible, la haute transmittance optique, la stabilité mécanique sous pliage, une adhérence solide au substrat, la lisibilité de la surface et la...

Stratégie de fabrication élaborée par solution évolutive pour électrodes à haute performance, flexibles et transparentes avec un maillage métallique intégré

L’article vise à introduire une procédure de fabrication standard et fiable pour le développement de la nanoélectronique dimensionnelle faible future.

Une méthode fiable et Standard pour fabriquer deux dimensions nanoélectronique

Réalisation des contacts de Schottky de haute qualité est impérative pour la réalisation de modulation porte efficace à hétérostructure transistors à effet de champ (HFETs). Nous présentons la méthodologie de fabrication et les caractéristiques des diodes Schottky sur Zn-polar BeMgZnO/ZnO hétérostructures avec gaz haute densité d’électrons dimensionnelle deux (2DEG), cultivés par épitaxie moléculaire assistée par plasma sur les modèles de GaN.

Fabrication de Diodes Schottky sur Zn-polar BeMgZnO/ZnO hétérostructure passé épitaxie de faisceau moléculaire assistée par Plasma

Dans ce travail, nous décrivons une technique qui est utilisée pour créer de nouveaux cristaux (hétérostructures van der Waals) en empilant des matériaux 2D superposés ultraminces avec un contrôle précis sur la position et l'orientation relative.

Fabrication de van der Waals Hétérostructures avec alignement de rotation précis

Ces travaux présentent un protocole détaillé pour la microfabrication du porte-à-faux nanostructuré de α quartz sur un substrat technologique silicon-on-isolateur (SOI) à partir de la croissance épitaxique du film de quartz avec la méthode de revêtement de trempette, puis la nanostructuration du film mince par lithographie nanoimprint.

Epitaxial Nanostructured α-Quartz Films on Silicon: From the Material to New Devices

Cette étude présente une méthodologie de fabrication sans résidus pour produire des flocons uniques de matériaux bidimensionnels et les assembler en hétérostructures complexes en utilisant uniquement les interactions de van der Waals. Cette technique élimine le besoin de substances externes et de conditions expérimentales spécifiques, permettant des assemblages hétérostructurels complexes grâce à des processus d’empilement ascendants, descendants et modulaires.

Fabrication sans résidus d’hétérostructures de van der Waals de matériaux bidimensionnels

Nous présentons un protocole reproductible de spectroscopie de piézoréflectance par modulation de déformation qui permet la mesure de ΔR/R par détection de verrouillage pour les cristaux de van der Waals transférés sur piézocéramique, et les résultats aboutissent à la caractérisation de transitions optiques directes à travers des spectres ΔR/R en utilisant un ajustement en troisième dérivée avec la formule d’Aspnes.

Spectroscopie de piézoréflectance des transitions optiques dans les cristaux stratifiés de van der Waals

Découvrez la fabrication d'éléments ferroélectriques flexibles en PZT par hétéroépitaxie de Van der Waals sur mica muscovite. Cette méthode permet de créer des dispositifs mémoire flexibles pour l'électronique portable.

Une Fabrication et une méthode de mesure pour un élément ferroélectrique Flexible basé sur l’épitaxie de Van Der Waals

Explorer plus de vidéos