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

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.