Una fabbricazione e un metodo di misurazione per un elemento ferroelettrico flessibile basato su eteroepitassia di Van Der Waals

Un metodo di fabbricazione e misurazione per elementi ferroelettrici flessibili basato sull'eteroepitassia di van der Waals.Introduzione. Fabbricazione di film sottili flessibili PZT. Taglia un substrato di mica di un centimetro per un centimetro da un foglio di mica con le forbici.

Fissa questo substrato di mica di un centimetro per un centimetro su una scrivania, usando del nastro biadesivo. Con le pinzette staccare la mica, strato per strato, fino allo spessore desiderato, misurato con un micrometro. Incollare questo substrato di mica appena tagliato su un supporto per substrato da cinque pollici, utilizzando un sottile strato di vernice d'argento, e polimerizzarlo a 120 gradi centigradi su una piastra calda per 10 minuti per fissare saldamente la mica su un substrato.

Inserire il supporto del substrato PLD nella camera PLD. Selezionare la frequenza di ripetizione e l'energia del laser. Spostare la lente di messa a fuoco nella posizione impostata.

Apri lo shatter e deposita una pellicola sottile CFO di cinque millimetri come strato tampone, attivando il laser. Depositare un SRO da 20 a 18 millimetri sullo strato tampone SAFO come elettrodo inferiore per i successivi test delle prestazioni elettriche, attivando il laser. Depositare un film sottile PZT da 115 millimetri sulla parte superiore dell'elettrodo inferiore SRO, attivando il laser.

Sfiatare la camera utilizzando una provetta e rimuovere il PZT sul campione di mica quando la temperatura raggiunge la temperatura ambiente. Metti il campione su un pezzo di vetro. Mettere una rete pre-progettata con un diametro di 200 micrometri sopra il campione.

Fissare bene la rete e mettere il campione di rete nella camera di sputtering. Utilizzare lo sputtering del CD per depositare gli elettrodi superiori in platino sulla pellicola. Rimuovere il campione dopo lo sputtering.

Utilizzare un coltello o acido fluoridrico al 20% per rimuovere una sezione di PZT di quasi un millimetro per un millimetro. Questo serve a scoprire l'elettrodo SRO inferiore e formare molti piccoli condensatori ferroelettrici flessibili. Dipingi uno strato di argento conduttivo sull'SRO esposto per aumentare la conduttività elettrica dell'elettrodo SRO inferiore.

Assicurarsi che l'argento conduttivo possa entrare in contatto con l'SRO esposto. Prova di flessione di caratterizzazione ferroelettrica. Sul retro del campione flessibile, incollare un pezzo di carta della stessa dimensione del campione, per un facile trasferimento del campione da una fase all'altra.

Posizionare l'omega PZT su una barca di prova del sistema di tester ferroelettrico in un analizzatore di dispositivi a semiconduttore. Mettere una sonda di misura del sistema di tester ferroelettrico e l'analizzatore del dispositivo a semiconduttore sull'elettrodo superiore in platino, quindi posizionare l'altra sonda di misurazione sullo strato SRO d'argento per fornire i loop di isteresi del campo elettrico di polarizzazione e le curve del campo elettrico del condensatore mentre il campione non è piegato. Misurare i loop di isteresi P con le due sonde a una frequenza di due kilohertz e a quattro Watt.

Misurare le curve CE con le due sonde a una frequenza di un megahertz e aggiungere quattro Watt. Rimuovere il campione ambientale. Fissare il PZT flessibile o la pellicola sottile di mica sulla modalità di disabilitazione utilizzando del nastro biadesivo.

Fare attenzione ad evitare lo scivolamento o lo scivolamento della mica durante le misurazioni. Montalo sulla scheda del tester del sistema di tester ferroelettrico e dell'analizzatore del dispositivo a semiconduttore. Posizionare una sonda sull'elettrodo superiore in platino mentre l'altra sonda tocca l'elettrodo SRO inferiore attraverso la codifica in argento simile alla configurazione utilizzata in precedenza.

Misurare i circuiti di isteresi P e le curve CE sotto vari raggi di curvatura a tinta e compressione. Misurare i loop di isteresi P con le due sonde a una frequenza di due kilohertz e aggiungere quattro Watt. Misurare le curve CE con le due sonde a una frequenza di un megahertz e aggiungere quattro Watt.

Rimuovere il campione PZT flessibile una volta completate le misure PE e CE. Caratterizzazione ferroelettrica, stabilità termica. Metti il PZT o la mica sulla barca del tester del sistema di tester ferroelettrico e dell'analizzatore del dispositivo a semiconduttore.

Posizionare una sonda di misura sull'elettrodo superiore in platino e l'altra sonda di misura sullo strato sera SrO. Aprire il sistema di controllo della temperatura per riscaldare il campione. Eseguire le misurazioni PE e CE a diverse temperature.

Spegnere il gruppo riscaldatore al termine delle misurazioni. Caratterizzazione ferroelettrica, prove di ciclicità a flessione. Monta il PZT flessibile o la mica nelle due scanalature di questa configurazione.

Fissare un'estremità del campione dove è piegato dall'altra estremità con otto modelli AVO. Utilizzare un righello per misurare la lente PZT o mica insieme alla direzione di movimento del motore prima del processo di piegatura di otto millimetri. Calcola il movimento verso la lente C per piegare il campione di cinque millimetri secondo la formula dove l'area è la lente di PZT o mica in uno stato piegato.

R è il raggio di curvatura e C è la lente di movimento del motore. Impostare il numero di cicli di piegatura 1.000 nel computer. Fare clic sul pulsante di avvio per avviare il movimento avanti e indietro del motore.

Rimuovere il campione e il VPE principale per verificare se le proprietà ferroelettriche vengono mantenute. Risultati rappresentativi. L'epitectura di film sottili di mica PZT, SRO, CFO è stata depositata e si supponeva che la tecnica di posizione fosse laserata, come descritto nel primo passaggio.

La Figura 1 mostra il guadagno lordo e la Figura 2 mostra un elemento MVM flessibile effettivo al meglio sul PZT. La stabilità meccanica è un aspetto cruciale dell'applicazione flessibile dei dispositivi. Le prestazioni ferroelettriche al microscopio dell'eterostruttura rispetto alla flessione meccanica sono state valutate sia sulla flessione a trazione che su quella a compressione.

Le figure 7A e 7B mostrano i circuiti di isteresi PE e CE dei condensatori PZT e i vari raggi di curvatura di compressione e trazione. La Figura 7C mostra la costante della polarizzazione satura. La polarizzazione elettrica residua potrebbe sollecitare i filamenti.

E i valori di capacità all'interno di errori sperimentali e diversi raggi di curvatura. Ciò risulta solo che i condensatori a film sottile PZT mantengono stabile la pratica elettrica e i vincoli meccanici richiesti per l'applicazione del dispositivo elettronico flessibile che è stata anche presa dalla spettroscopia raman. I circuiti di isteresi del campo elettrico di polarizzazione ben saturi e simmetrici e il campo elettrico di capacità con le curve a farfalla della struttura etero misurate a un megahertz e la temperatura di curvatura da 25 a 175 gradi centigradi per un nuovo dispositivo sono mostrati rispettivamente in Fig 8A e 8B.

Questo condensatore ferroelettrico è alla migliore polarizzazione a saturazione costante. Un residuo di polarizzazione si verifica nel campo e nella capacità nell'intervallo di temperatura più ampio, come mostrato nella Figura 8C. La struttura etero mantiene inoltre un'elevata ritenzione e resistenza a temperatura ambiente e a 100 gradi centigradi.

Questo processo implica che l'eterostruttura PZT o mica può avere potenziali applicazioni in dispositivi elettronici ad alta temperatura. Sono stati effettuati una serie di test di cilabilità per convalidare le strutture PZT o etero mica per applicazioni pratiche. La Figura 9 mostra i loop PE prima e dopo 1.000 cicli di flessione sia in stato di deformazione stagnante che in quello di deformazione a compressione.

I loop PE con diversi movimenti di piegatura vengono visualizzati verticalmente per comodità. Non vale la pena che la struttura etero mantenga il suo comportamento ferroelettrico anche dopo 1.000 cicli di curvatura con un raggio di curvatura di cinque millimetri rispettivamente della naturale deformazione di flessione. Conclusione.