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

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.