Name: ייצור ושיטת מדידה לרכיב Ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר Waals Heteroepitaxy (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 40 s
Description: למד שיטה לייצור סרטי PZT גמישים על מצע מיקה באמצעות הטרואפיטקסיה ואן דר ואלס. חקור את תכונות החשמל והגמישות של רכיבי הזיכרון הפירואלקטריים ליישומים אלקטרוניים מתקדמים.

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

עבודה זו נתמכה על ידי הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (גרנט ' קט ' 11402221 ו- 11502224), סימולציה מדינת מפתח מעבדה של אינטנסיבי פעמו קרינה, אפקט (SKLIPR1513) הונאן פרובינציה מפתח המחקר ואת תוכנית פיתוח (מס ' 2016 WK 2014).

1. בדיית סרטים רזה PZT גמיש
<ol><li>חותכים מצע נציץ 1 ס"מ על 1 ס"מ מגיליון נציץ עם מספריים.</li>
	<li>לתקן את המצע נציץ 1 ס"מ על 1 ס"מ על שולחן באמצעות סרט הדבקה דו-צדדי.</li>
	<li>השתמש פינצטה קליפת-off מיכה--השכבה על עד העובי הרצוי (50 מיקרומטר), נמדד עם מיקרומטר.</li>
	<li>להדביק את זה טרי ביקע נציץ המצע על 5'' המצע בעל באמצעות שכבה דקה של צבע כסף ולרפא אותה ב 120 ° C על פלטה חמה למשך 10 דקות להצמיד נציץ על המצע בחוזקה.</li>
	<li>לשים המחזיק המצע לחמש נשקים (פעמו לייזר בתצהיר) לתוך החדר. לחמש נשקים.</li>
	<li>בחר את קצב החזרה (למשל, 10 הרץ), לייזר אנרגיה (למשל, 300 mJ).</li>
	<li>העבר את העדשה התמקדות למצב קבוע.</li>
	<li>פתח הצמצם, להפקיד 5 nm CoFe2O4 (CFO) [לייזר אנרגיה: 300 mJ, לחץ חמצן: 50 mTorr, לדוגמה טמפרטורה: 590 ° C, התצהיר זמן: 5 דקות] סרט דק כשכבה מאגר ידי המעוררים את הלייזר (איור 1).</li>
	<li>הפקדה של 20-80 nm SrRuO3 (הממונה) [לייזר אנרגיה: 300 mJ, לחץ חמצן: 100 mTorr, לדוגמה טמפרטורה: 680 ° C, התצהיר זמן: 10-30 דקות] על השכבה מאגר סמנכ ל כספים כמו האלקטרודה תחתון לבדיקות ביצועים חשמלי העוקבים ידי המעוררים את (לייזר איור 1).</li>
	<li>פיקדון 150 nm PZT [לייזר אנרגיה: 300 mJ, לחץ חמצן: 100 mTorr, לדוגמה טמפרטורה: 650 מעלות, התצהיר זמן: 60 דקות] סרט על גג שמיועד התחתון אלקטרודה דק על ידי מפעילה הלייזר (איור 1).</li>
	<li>לפרוק את התא באמצעות N2 ולהסיר את הדגימה PZT/מיכה (איור 2) כאשר הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורת החדר.</li>
	<li>שים המדגם על חתיכת זכוכית.</li>
	<li>לשים רשת מוגדרות מראש בקוטר מיקרומטר 200 על המדגם. לתקן את רשת השינוי היטב ולשים רשת-sample אל החדר המלהגים.</li>
	<li>השתמש DC התזה (10 מא, 8 mbar, 6 דקות) להפקיד Pt העליון אלקטרודות על הסרט. הסר את הדגימה לאחר התזה.</li>
	<li>השתמש חומצה HF סכין או 20% כדי להסיר מקטע PZT 1 מ"מ x 1 מ"מ. זה כדי לחשוף את האלקטרודה שמיועד התחתון ויוצרים רבים קטנים קבלים ferroelectric גמיש. הערה: לגדול שמיועד כמו האלקטרודה התחתון ולאחר מכן להפקיד נק' מעל האלקטרודות בסרטים על ידי DC sputtering להקים קבלים קטנים רבים כדי למדוד את תכונות אלקטרוניות של הסרט דק PZT, המוצג באיור3.</li>
	<li>צבעו מעיל כסף מוליך על הממונה חשוף כדי להגדיל את מוליכות חשמלית של האלקטרודה שמיועד התחתון. ודא כי הכסף מוליך יכולים ליצור קשר עם הממונה חשוף.</li>
</ol>2. אפיון ferroelectric
<ol><li>כיפוף מבחן<ol>
<li>בצד האחורי של המדגם גמיש, דבק נייר באותו גודל המדגם להעברה קלה של המדגם משלב אחד למשנהו.</li>
		<li>מקם את PZT/מיכה על לוח הבדיקה של מנתח מערכת הבדיקה ferroelectric התקן מוליכים למחצה.</li>
		<li>לשים רגש אחד מדידה של מנתח מערכת הבדיקה ferroelectric התקן מוליכים למחצה על האלקטרודה העליון Pt ולשים את החללית מדידה אחרים ברובד כסף-הממונה כדי לקבל את. לולאות היסטרזיס שדה קיטוב-חשמלי (P-E), שדה חשמלי קיבוליות (C-E) עקומות אמנם המדגם מכופפת.<ol>
<li>למדוד את. לולאות היסטרזיס P-E עם שני רגשים בתדר 2 קילו-הרץ, 4 עקומות (פ') מדד ה-C-E עם השני רגשים בתדר 1 מגה-הרץ ו- 4 (פ') הדגימה מכופפת.</li>
		</ol>
</li>
		<li>אבטח את הסרט גמיש דק PZT/מיכה על העובש הרצוי באמצעות סרט הדבקה דו-צדדי. לטפל כדי למנוע את גולשות/גלישה של נציץ במהלך המדידה.</li>
		<li>הר זה על לוח הבדיקה של מנתח מערכת הבדיקה ferroelectric התקן מוליכים למחצה.</li>
		<li>לשים רגש אחד על האלקטרודה העליון Pt בעוד המכשיר השני נוגע האלקטרודה שמיועד התחתון דרך כסף ציפוי דומים לתצורת השתמשו קודם לכן (שלב 2.1.3).</li>
		<li>למדוד את לולאות היסטרזיס P-E ואת C-E עיקולים שונים מתיחה, compressive כיפוף רדיוס (איור 4).<ol>
<li>למדוד את. לולאות היסטרזיס P-E עם שני רגשים בתדר 2 kHz ו 4 עקומות (פ') מדד ה-C-E עם שני רגשים בתדר 1 מגה-הרץ ו- 4 V.</li>
		</ol>
</li>
		<li>הסר את הדגימה PZT גמיש לאחר השלמת המדידות P-E ו- C-E.</li>
	</ol>
</li>
	<li>יציבות תרמית<ol>
<li>ותצברו PZT/מיכה את המבחן של מנתח מערכת הבדיקה ferroelectric התקן מוליכים למחצה.</li>
		<li>לשים רגש מדידה אחד על האלקטרודה העליון Pt ולשים את החללית מדידה אחרים ברובד כסף-הממונה.</li>
		<li>פתח את מערכת בקרת טמפרטורה לחמם את הדגימה.</li>
		<li>לנהל את המידות P-E ו- C-E בטמפרטורות שונות (25 ° C, 50 ° C, 75 ° C, 100 ° C, 125 º C, 150 ° C, 175 ° C).</li>
		<li>כבה את מכלול החימום אחרי המדידות נעשות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>בדיקות cyclability כיפוף<ol>
<li>לטעון את PZT/מיכה גמיש לתוך החריצים שני של תוכנית התקנה זו.</li>
		<li>לתקן את קצה אחד של הדגימה בזמן זה כפופה מהקצה השני בעזרת מנוע.</li>
		<li>להשתמש בסרגל כדי למדוד את אורך PZT/נציץ יחד עם כיוון התנועה (כיפוף) המנוע לפני 8 מ"מ כיפוף תהליך (איור 5).</li>
		<li>לחשב את אורך תנועה C כדי לכופף את הדגימה 5 מ מ לפי הנוסחה: C=L-2Rsin(L/2R), איפה L הוא אורך PZT/מיכה במצב מכופפת, R הוא רדיוס כיפוף וכן C אורך תנועה של המנוע.</li>
		<li>קבע מספר כיפוף מחזורי (1000) במחשב (איור 6).</li>
		<li>לחץ על הלחצן התחל (איור 6) ליזום את התנועה הלוך המנוע.</li>
		<li>הסר את הדגימה ולמדוד את ה-P-E כדי לבדוק אם המאפיינים ferroelectric נשמרים.</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>

המחברים יש אינטרסים כלכליים מתחרים לא לחשוף.

הצעד מפתח הזיוף של אלמנטים ferroelectric נמצא בשימוש של משטח המצע נקי, אפילו/שטוח. למרות השטח נציץ cleaved טרי הוא מאגרי חלקה, יש צורך לשים לב מניעת סבל נלוו גלוי משטחים, לפצל את שכבות, סדקים, הכללות, וכו ' לאחר הפקדת השכבה PZT, המדגם היה מקורר תחת לחץ חמצן גבוהה (200-500 טנדר של גוה של) כדי להפחית את משרות פנויות חמצן. באתרו לשעבר העליון פלטינה אלקטרודות הופקדו באמצעות רשת מוגדרות מראש כדי ליצור אלמנטים רבים של קבל Pt/PZT/הממונה. כדי לבצע כיפוף בדיקות, המדגם היה מחובר פיסת נייר של ממדים דומים כדי לאפשר...

הזיוף המוצלח של רכיבי זיכרון לא נדיף גמיש (NVME) ממלא תפקיד מרכזי בניצול הפוטנציאל המלא של אלקטרוניקה גמישה. NVME יהיה כוללים קל משקל, צריכת עלות נמוכה, צריכת חשמל נמוכה, מהירות גבוהה, יכולות צפיפות גבוהה אחסון חוץ אחסון נתונים, עיבוד מידע ותקשורת. O פרוביסקיט Pb (Zr, Ti)3 (PZT) פועל כמערכת פופולרי עבור יישומים כגון בהתחשב שלה גדול קיטוב, קיטוב מהיר מיתוג, טמפרטורת קירי גבוה, נמוך שדה הכפייתיים, מקדם פיזואלקטריים גבוהה. בזכרונות לא נדיף ferroelectric, הדופק מתח חיצוני באפשרותך לעבור את polarizations שריד שני בין שני כיוונים יציב, המיוצג על-ידי '0' ל- '1'. זה לא נדיף, תהליך כתיבה/קריאה יכול להסתיים בתוך ננו שניות. NVME מבוסס על אורגני1,2,3,4,5,6 ו אי-אורגנית7,8,9,10 ,11,12,13,14,15 ferroelectric חומרים נוסו על מצעים גמיש. עם זאת, שילוב כזה מוגבל על ידי לא רק של סובסטרטים חוסר היכולת של טמפרטורה גבוהה אבל גם את ביצועי המכשיר מפורק, זליגת הנוכחי וצמיחה לקצר חשמלי עקב שלהם משטחים גסים. למרות תוצאות מבטיחות, לסירוגין אסטרטגיות כמו דילול של המצע8 ולסבול ההעברה שכבה epitaxial על מצע גמיש15 הכדאיות מוגבלת על רקע תהליך רב-שלבי מתוחכמים, . הבלתי צפוי של העברה, תחולתה מוגבלת
מהסיבות הנ ל, חיוני כדי לחקור את המצע המתאים כי הוא מסוגל להתגבר על stabilities תרמית ותפעולי מוגבלת של מצעים רכים כדי לקדם אלקטרוניקה גמישה. טבעי מוסקבאי מיכה (קאל2(AlSi3O10) (OH)2) המצע עם תכונות ייחודיות כמו מאגרי להחלקת משטחים, יציבות תרמית גבוהה, אינרטיות כימית מצוינת ועמידות, שקיפות גבוהה, גמישות מכני, ו תאימות עם שיטות ייצור הנוכחי ניתן להתמודד בצורה יעילה עם בעיות אלה. ויותר מכך, מבנה שכבות דו-ממדיות נציץ המונוקלינית תומך ואן דר Waals epitaxy, אשר מפחית את הסיכון של סריג, התאמת תנאי, בצורה משמעותית ובכך לדכא את המצע מחבר חובק למעקה אפקט תרמי. יתרונות אלה היה לנצל את הצמיחה ישירה של תחמוצות פונקציונלי16,17,18,19,20,21,22, 23 על מוסקוביט לאחרונה, על רקע יישומי המכשיר גמיש.
במסמך זה, אנו מתארים את פרוטוקול לגדול ישירות epitaxial עופרת עדיין גמיש זירקוניום חומצה טיטנית (PZT) סרטים רזה על מוסקבאי מיכה. זו מושגת בתהליך דפוזיציה לייזר פעמו להסתמך על מאפיינים מגוונים של מישה, וכתוצאה מכך ואן דר Waals heteroepitaxy. מבנים אלו מפוברק שומרים על כל המאפיינים מעולה של epitaxial PZT על נוקשה סובסטרטים גבישי יחיד ותערוכות stabilities מכאני ותרמי מעולה. גישה זו פשוטה ואמינה מספק יתרון טכנולוגי על העברת רב-שלבי, המצע דליל אסטרטגיות ומקל על התפתחות הרבה המיוחל גמיש אך חד-גבישי לא נדיף הזיכרון הרכיבים המהווים דרישה מוקדמת עבור הדור הבא מכשירים חכמים עם ביצועים גבוהים.

<table><tbody><tr><td><חזק>ציוד</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלטה חמה</td><td>פולנית</td><td>P-20</td><td></td></tr><tr><td>PLD מערכת</td><td>PVD מוצרי</td><td>PLD PLD 5000</td><td></td></tr><tr><td>מערכת בדיקה פרואלקטרית&nbsp;</td><td>תחנות עבודה Radiant Technologies Precisions&nbsp;</td>מנתח מכשירי מוליכים למחצה <td>RT66A</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>אג'ילנט&nbsp;</td><td>B1500A</td><td></td></tr><tr><td>תבניות כיפוף</td><td>תוצרת</td><td></td> בית <td>חומר טפלון במכונה</td></tr><tr><td>שלב כיפוף</td> תוצרת <td>בית</td><td></td><td>Labview התקנה ממשקית המספקת תזוזה קטנה כמו 1 מיקרומטר</td></tr><tr><td>מערכת מקרטעת</td><td>בייג'ינג&nbsp; </td><td>משוכלל ETD-3000</td><td></td></tr><tr><td><חזק>חומרים</חזקים></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>נציץ(001) גיליונות</td><td>Nilaco corporation&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>990066 צבע כסף מוליך</td><td>טד פלה, INC</td><td>מס' 16033</td><td></td></tr><tr><td>CoFe2O4 יעד</td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SrRuO3 יעד</td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PbZr0.2Ti0.8O3 target</td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pt target</td><td>Hefei Ke jing</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ייצור ושיטת מדידה לרכיב ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר waals heteroepitaxy

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

זיכרונות לא נדיף גמיש קיבלו תשומת לב רבה כפי שהם ישימים עבור התקן אלקטרוני חכם נייד בעתיד, בהסתמך על אחסון נתונים בצפיפות גבוהה ויכולות צריכת חשמל נמוכה. עם זאת, הזיכרון לא נדיף תחמוצת באיכות גבוהה המבוססת על מצעים גמיש לעיתים קרובות מוגבלת על-ידי המאפיינים גשמי ואת תהליך בלתי נמנעת פבריקציה נוספת בטמפרטורות גבוהות. בנייר זה, פרוטוקול מוצע לגדול ישירות epitaxial עדיין גמיש עופרת זירקוניום חומצה טיטנית זיכרון רכיב על מוסקבאי מיכה. השיטה טכניקה ומדידה התצהיר רב-תכליתי לאפשר הזיוף של זיכרון נדיף גמיש אך חד-גבישי האלמנטים הדרושים עבור הדור הבא של מכשירים חכמים.

הסרטים דק PZT/הממונה/סמנכ ל כספים/מיכה epitaxial הופקדו עם טכניקה התצהיר לייזר פעמו כמתואר בשלב 1. איור 1 מציג את ערכת גידול ומציג איור 2 רכיב NVM גמיש בפועל בהתבסס על PZT.

יציבות מכנית היא היבט חיוני של יישום התקן גמיש. ביצועי ferroelectric מאקרוסקופית heterostructure נגד כיפוף מכני הוערך תחת מתיחה והן compressive כיפוף. איור 7 א</...

בנייר זה, אנו מציגים פרוטוקול לגדול ישירות של epitaxial עדיין עופרת גמיש זירקוניום חומצה טיטנית רכיב זיכרון על מוסקבאי מיכה.

ייצור ושיטת מדידה לרכיב Ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר Waals Heteroepitaxy

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

שיטת ייצור ומדידה לאלמנט פרואלקטרי גמיש המבוסס על הטרואפיטקסיה של ואן דר ואלס.מבוא. ייצור סרטים דקים PZT גמישים. חותכים מצע נציץ של סנטימטר על סנטימטר אחד מגיליון נציץ בעזרת מספריים.תקן את מצע הנציץ הזה של סנטימטר על סנטימטר אחד על שולחן העבודה, באמצעות סרט דו צדדי. השתמשו בפינצטה כדי לקלף את הנציץ, שכבה אחר שכבה, עד לעובי הרצוי, הנמדד במיקרומטר. הדביקו את מצע הנציץ הטרי הזה על מחזיק מצע בגודל חמישה אינץ', בעזרת שכבה דקה של צבע כסף, ורפא אותו בטמפרטורה של 120 מעלות צלזיוס על פלטה חמה למשך 10 דקות כדי להדביק נציץ על מצע בחוזקה.הכנס את מחזיק המצע PLD לתא PLD. בחר את קצב החזרה ואת אנרגיית הלייזר. הזז את עדשת המיקוד למצב שנקבע.פתח את הניפוץ והפקיד סרט דק CFO של חמישה מילימטר כשכבת החיץ, על ידי הפעלת הלייזר. הפקידו SRO של 20 עד 18 מילימטר על שכבת חיץ SAFO כאלקטרודה התחתונה לבדיקות הביצועים החשמליים הבאות, על ידי הפעלת הלייזר. הפקידו סרט דק PZT בגודל 115 מילימטר בחלק העליון של האלקטרודה התחתונה SRO, על ידי הפעלת הלייזר.אוורור את התא באמצעות צינור, והסר את ה-PZT על דגימת נציץ כאשר הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורת החדר. שים את הדגימה על פיסת זכוכית. הניחו רשת מעוצבת מראש בקוטר 200 מיקרומטר על גבי הדגימה.תקן היטב את הרשת והכניס דגימת רשת לתא המקרטע. השתמש בהתזה של תקליטור כדי להפקיד אלקטרודות פלטינה עליונות על הסרט. הסר את הדגימה לאחר הקרטוע.השתמש בסכין או בחומצה הידרופלואורית 20% כדי להסיר קטע PZT של כמעט מילימטר על מילימטר אחד. זאת כדי לחשוף את אלקטרודת ה-SRO התחתונה וליצור קבלים פרואלקטריים קטנים וגמישים רבים. צבעו שכבה של כסף מוליך על ה-SRO החשוף כדי להגביר את המוליכות החשמלית של אלקטרודת ה-SRO התחתונה.ודא שהכסף המוליך יכול ליצור קשר עם ה-SRO החשוף. מבחן כיפוף אפיון פרואלקטרי. בצד האחורי של הדגימה הגמישה, הדביקו פיסת נייר בגודל זהה לדגימה, להעברה קלה של הדגימה משלב אחד למשנהו.הנח את אומגה PZT על סירת בוחן של מערכת הבודק הפרואלקטרי במנתח מכשירי מוליכים למחצה. שים בדיקת מדידה אחת של מערכת הבודק הפרואלקטרי ומנתח התקני המוליכים למחצה על האלקטרודה העליונה של הפלטינה, ולאחר מכן הנח את בדיקת המדידה השנייה על שכבת ה-SRO הכסופה כדי לתת ללולאות היסטרזיס של השדה החשמלי של הקיטוב ואת עקומות השדה החשמלי של הקבל בזמן שהדגימה אינה כפופה. מדוד את לולאות ההיסטרזיס P עם שני הבדיקות בתדר של שני קילו-הרץ ובארבעה וואט.מדוד את עקומות CE עם שתי הגשושיות בתדר מגה-הרץ אחד והוסף ארבעה וואט. הסר את דגימת הסביבה. אבטח את הסרט הדק הגמיש PZT או נציץ במצב השבתה באמצעות סרט דו צדדי.הקפד להימנע מהחלקה או החלקה של הנציץ במהלך המדידות. הרכיב אותו על לוח הבוחן של מערכת הבודק הפרואלקטרי ומנתח מכשירי המוליכים למחצה. שים בדיקה אחת על האלקטרודה העליונה של הפלטינה בעוד שהגשושית השנייה נוגעת באלקטרודת ה-SRO התחתונה דרך קידוד הכסף הדומה לתצורה ששימשה קודם לכן.מדוד את לולאות ההיסטרזיס P ואת עקומות ה-CE תחת רדיום כיפוף דחיסה ודיחיסה שונים. מדוד את לולאות ההיסטרזיס P עם שני הבדיקות בתדר של שני קילו-הרץ והוסף ארבעה וואט. מדוד את עקומות CE עם שתי הגשושיות בתדר מגה-הרץ אחד והוסף ארבעה וואט.הסר את דגימת ה-PZT הגמישה לאחר השלמת מדידות ה-PE וה-CE. אפיון פרואלקטרי יציבות תרמית. שים את ה- PZT או הנציץ על סירת הבוחן של מערכת הבודק הפרואלקטרי ומנתח מכשירי המוליכים למחצה.שים בדיקת מדידה אחת על האלקטרודה העליונה של הפלטינה והנח את בדיקת המדידה השנייה על שכבת ה-sera SrO. פתח את מערכת בקרת הטמפרטורה כדי לחמם את הדגימה. בצע את מדידות ה-PE וה-CE בטמפרטורות שונות.כבה את מכלול התנור לאחר ביצוע המדידות. מבחני מחזוריות כיפוף של אפיון פרואלקטרי. התקן את ה-PZT או הנציץ הגמישים לתוך שני החריצים של הגדרה זו.תקן קצה אחד של הדגימה היכן שהוא כפוף מהקצה השני עם שמונה מודל AVO. השתמש בסרגל כדי למדוד את עדשת ה-PZT או הנציץ יחד עם כיוון התנועה של המנוע לפני תהליך הכיפוף של שמונה מילימטרים. חשב את התנועה לעדשה C כדי לכופף את הדגימה חמישה מילימטר לפי הנוסחה שבה האזור הוא עדשת PZT או נציץ במצב כפוף.R היא רדיוס הכיפוף ו-C היא עדשת התנועה של המנוע. הגדר את מספר מחזורי הכיפוף 1,000 במחשב. לחץ על כפתור ההתחלה כדי ליזום את תנועת המנוע קדימה ואחורה.הסר את הדגימה ואת ה-VPE העיקרי כדי לבדוק אם התכונות הפרואלקטריות נשמרות. תוצאות מייצגות. האפיטקטורה של סרטים דקים של נציץ PZT, SRO, CFO הופקדו והיו אמורים לייזר את טכניקת המיקום, כפי שמתואר בשלב הראשון.איור 1 מציג את הרווח הגולמי ואיור 2 מציג אלמנט MVM גמיש בפועל בצורה הטובה ביותר ב-PZT. יציבות מכנית היא היבט מכריע ביישום מכשירים גמישים. הביצועים הפרואלקטרים של המיקרוסקופ של המבנה ההטרו כנגד כיפוף מכני הוערכו הן בכיפוף המתיחה והן בכיפוף הדחיסה.איור 7A ו-7B מציגים את לולאות ההיסטרזיס PE ו-CE של קבלי ה-PZT ואת רדיוסי הדחיסה והמתיחה השונים. איור 7C מציג את קבוע הקיטוב הרווי. קיטוב חשמלי שיורי יכול לדחוף את הגדילים.וערכי הקיבול בתוך שגיאות ניסוי ורדיוס כיפוף שונה. התוצאה היא שקבלי הפילם-דק PZT שומרים על תרגול חשמלי יציב ועל האילוצים המכניים הנדרשים עבור יישום ההתקן האלקטרוני הגמיש שגם הוא נלקח על ידי ספקטרוסקופיית הרמאן. לולאות ההיסטרזיס של השדה החשמלי הרווי היטב והקיטוב הסימטרי והשדה החשמלי של הקיבול עם עקומות הפרפר של המבנה ההטרו הנמדדות במגה-הרץ אחד וכיפוף הטמפרטורה מ-25 עד 175 מעלות צלזיוס עבור מכשיר חדש מוצגים באיור 8A ו-8B, בהתאמה.קבל פרואלקטרי זה הוא במקרה הטוב קיטוב רוויה קבוע. שריד של קיטוב מתרחש בשדה והקיבול בטווח הטמפרטורות הרחב יותר כפי שמוצג באיור 8C. המבנה ההטרו גם שומר על שימור וסיבולת גבוהים בטמפרטורת החדר כמו גם ב-100 מעלות צלזיוס.תהליך זה מרמז על כך שלמבנה ההטרו PZT או נציץ יכולים להיות יישומים פוטנציאליים במכשירים אלקטרוניים בטמפרטורה גבוהה. סדרה של מבחני יכולת בוצעה כדי לאמת את מבני ה-PZT או ההטרו של נציץ ליישומים מעשיים. איור 9 מציג לולאות PE לפני ואחרי 1,000 מחזורי כיפוף הן במצבי טינסיל והן במצבי מתח הדחיסה.לולאות ה-PE בתנועות כיפוף שונות מוצגות אנכית מטעמי נוחות. אין זה ראוי שהמבנה ההטרו ישמור על התנהגותו הפרואלקטרית גם לאחר 1,000 מחזורי כיפוף ברדיוס כיפוף של חמישה מילימטרים בהתאמה למתח הכיפוף הטבעי. מסקנה.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מתארים את השימוש בטכניקות תיל מליטה כדי ליצור התקני תחמוצות מורכבים בקנה מידה מיקרומטר פעם תצהיר לייזר (PLD), photolithography ו. PLD מנוצל לגדול סרטים דקים epitaxial. טכניקות photolithography וחוט מליטה הם הציגו כדי ליצור התקנים מעשיים למטרות מדידה.

המצאה של תחמוצות מורכבות מוקפות מרחבית

אנו מציגים את הסינתזה של tetracyanoethylene נדיום ferrimagnet מבוסס האורגני (V [TCNE] x, x ~ 2) באמצעות תצהיר נמוך אדים כימיים בטמפרטורה (CVD). מתכון מותאם זה מניב עלייה בטמפרטורת קירי מ 400 K ליותר מ 600 K ושיפור דרמטי בנכסי תהודה מגנטיים.

כימית החמקן הפקדת של מגנט אורגני, ונדיום Tetracyanoethylene

אנו מתארים את המתודולוגיה של פילינג מכני ושקיעה של פתיתים של חומרים חדשים בגודל מיקרון על המצע, ייצור מבני מכשירים ניסיוניים לניסויי תחבורה, ומדידת המגנטוטרנספורט בקריוסטט מחזור סגור של הליום יבש בטמפרטורות של עד 0.300 K ושדות מגנטיים עד 12 T.

שיטות ניסיוניות מתקדמות לטמפרטורה נמוכה Magnetotransport מדידה של חומרים חדשים

עבודה זו מפרטת את הנהלים לצמיחה והאפיון של הגבישים SrTiO 3 ישירות על מצעי גרמניום ידי בתצהיר שכבה אטומי. ההליך ממחיש את היכולת של שיטת צמיחה כל-כימיות לשלב תחמוצות monolithically על מוליכים למחצה עבור התקני מוליכים למחצה, תחמוצת מתכת.

הצמיחה epitaxial של perovskite סטרונציום Titanate על גרמניום באמצעות הפקדת אטומית Layer

פרוטוקול זה מתאר אסטרטגיה ייצור מבוסס מבוסס עבור ביצועים גבוהים, גמישה, אלקטרודות שקוף עם מלא- Embedded, רשת מתכת עבה. אלקטרודות שקופות גמישות מפוברקות על-ידי תהליך זה מדגימות בין הביצועים הגבוהים ביותר, כולל עמידות נמוכה במיוחד של גליונות, שינוע אופטי גבוה, יציבות מכנית תחת כיפוף, הידבקות חזקה של המצע, חלקות פני השטח ויציבות סביבתית.

מדרגית פתרון פתרון עיבוד מעובד עבור ביצועים גבוהים, גמיש, אלקטרודות שקוף עם רשת Embedded מתכת

המאמר שואפת להציג את הליך ייצור סטנדרטי ואמין לפיתוח עתידי נמוך nanoelectronics תלת-ממדי.

שיטה סטנדרטית ואמינה כדי לפברק Nanoelectronics דו מימדי

הפרי באיכות גבוהה Schottky אנשי קשר הכרחי להשגת שער יעיל אפנון ב heterostructure השדה אפקט טרנזיסטורים (HFETs). אנו מציגים את מתודולוגיית ייצור ומאפיינים של דיודות Schottky על heterostructures BeMgZnO Zn-הקוטב/ZnO בגז בצפיפות גבוהה שני אלקטרונים תלת-ממדי (2DEG), מיוצרת על ידי פלזמה בסיוע קרן מולקולרית epitaxy על גן תבניות.

ייצור של דיודות Schottky על Heterostructure BeMgZnO/ZnO Zn-הקוטב גדלה פלזמה בסיוע קרן מולקולרית Epitaxy

בעבודה זו אנו מתארים טכניקה המשמשת ליצירת קריסטלים חדשים (ואן דר וואלס הטרובנים) על ידי הערמה של חומרים דו-ממדיים שכבתית באולטרסאונד עם שליטה מדויקת על המיקום ועל אוריינטציה יחסית.

בדיית ואן דר ואלס הטרובנים עם יישור סיבוב מדויק

עבודה זו מציגה פרוטוקול מפורט עבור microfabrication של nanostructured α-קוורץ cantilever על מצע טכנולוגי סיליקון-On-Insulator (SOI) החל הצמיחה האפיטאקסיאלית של סרט קוורץ עם שיטת ציפוי לטבול ולאחר מכן ננו-מבנה של הסרט הדק באמצעות ליטוגרפיה nanoimprint.

Epitaxial ננו מובנה α-קוורץ סרטים על סיליקון: מהחומר למכשירים חדשים

מחקר זה מציג מתודולוגיית ייצור נטולת שאריות לייצור פתיתים בודדים של חומרים דו-ממדיים והרכבתם למבנים הטרו-ממדיים מורכבים תוך שימוש באינטראקציות ואן דר ואלס בלבד. הטכניקה מבטלת את הצורך בחומרים חיצוניים ובתנאי ניסוי ספציפיים, ומאפשרת הרכבות הטרו-מבניות מורכבות באמצעות תהליכי ערימה מלמטה למעלה, מלמעלה למטה ומודולריים.

ייצור ללא שאריות של מבנים הטרו-ממדיים של ואן דר ואלס מחומרים דו-ממדיים

אנו מציגים פרוטוקול ספקטרוסקופיה פיזורפלקטנסי עם מודולציית עיוות שניתן לשחזר, המאפשר מדידת ΔR/R באמצעות זיהוי נעילה עבור גבישי ואן דר ואלס המועברים לפיזוקרמיקה, ותוצאות של אפיון מעברים אופטיים ישירים דרך ספקטרום ΔR/R באמצעות התאמת נגזרת שלישית עם נוסחת אספנס.

ספקטרוסקופיית פיזורפלקטנס של מעברים אופטיים בגבישים שכבתיים של ואן דר ואלס

למד שיטה לייצור סרטי PZT גמישים על מצע מיקה באמצעות הטרואפיטקסיה ואן דר ואלס. חקור את תכונות החשמל והגמישות של רכיבי הזיכרון הפירואלקטריים ליישומים אלקטרוניים מתקדמים.

ייצור ושיטת מדידה לרכיב Ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר Waals Heteroepitaxy

גלה סרטונים נוספים