제조 및 반 데르 발스 Heteroepitaxy에 따라 유연한 Ferroelectric 요소에 대 한 측정 방법

van der Waals Heteroepitaxy를 기반으로 한 유연한 강유전체 소자에 대한 제작 및 측정 방법.소개. 유연한 PZT 박막 제작. 운모 시트에서 1cm x 1cm 운모 기판을 가위로 자릅니다.

양면 테이프를 사용하여 이 1cm x 1cm 운모 기판을 책상 위에 고정합니다. 핀셋을 사용하여 원하는 두께가 될 때까지 마이크로미터로 측정하여 운모를 한 층씩 벗겨냅니다. 이 갓 절단한 운모 기판을 은 페인트의 얇은 층을 사용하여 5인치 기판 홀더에 붙여넣고 섭씨 120도에서 핫 플레이트에서 10분 동안 경화시켜 기판에 운모를 단단히 고정합니다.

PLD 기판 홀더를 PLD 챔버에 넣습니다. 반복률과 레이저 에너지를 선택합니다. 초점 렌즈를 설정 위치로 이동합니다.

산산조각을 열고 레이저를 트리거하여 5mm CFO 박막을 버퍼 층으로 증착합니다. 레이저를 트리거하여 SAFO 버퍼 층에 20-18mm SRO를 후속 전기 성능 테스트를 위한 하단 전극으로 증착합니다. 레이저를 트리거하여 SRO 하단 전극 상단에 115mm PZT 박막을 증착합니다.

튜브를 사용하여 챔버를 환기시키고 온도가 실온에 도달하면 운모 샘플에서 PZT를 제거합니다. 샘플을 유리 조각에 놓습니다. 샘플 위에 직경 200마이크로미터의 미리 설계된 메쉬를 놓습니다.

메쉬를 잘 고정하고 메쉬 샘플을 스퍼터링 챔버에 넣습니다. CD 스퍼터링을 사용하여 필름에 백금 상단 전극을 증착합니다. 스퍼터링 후 샘플을 제거합니다.

칼이나 20% 불산을 사용하여 거의 1mm x 1mm PZT 단면을 제거합니다. 이것은 하단 SRO 전극을 밝히고 많은 작고 유연한 강유전체 커패시터를 형성하는 것입니다. 노출된 SRO에 전도성 은 코팅을 칠하여 하단 SRO 전극의 전기 전도성을 높입니다.

전도성 은이 노출된 SRO와 접촉할 수 있는지 확인합니다. 강유전체 특성화 굽힘 시험. 가동 가능한 표본의 뒤에 표본과 동일한 크기를 가진 종이의 한 장을 접착제로, 1개의 단계에서 또 다른 한개로 표본의 쉬운 옮기기를 위한 것.

PZT 오메가를 반도체 장치 분석기에서 강유전체 테스터 시스템의 테스터 보트에 놓습니다. 강유전체 테스터 시스템과 반도체 소자 분석기의 측정 프로브 하나를 백금 상단 전극에 놓고 다른 측정 프로브를 은 SRO 층에 놓아 샘플이 구부러지지 않은 동안 편광 전기장 히스테리시스 루프와 커패시터의 전기장 곡선을 제공합니다. 두 개의 프로브를 사용하여 2kHz 주파수와 4W에서 P 히스테리시스 루프를 측정합니다.

1메가헤르츠 주파수에서 두 개의 프로브로 CE 곡선을 측정하고 4W를 추가합니다. 주변 샘플을 제거합니다. 양면 테이프를 사용하여 비활성화 모드에서 유연한 PZT 또는 운모 박막을 고정합니다.

측정하는 동안 운모가 미끄러지거나 미끄러지지 않도록 주의하십시오. 강유전체 테스터 시스템의 테스터 보드와 반도체 장치 분석기에 장착합니다. 하나의 프로브를 백금 상단 전극에 놓고 다른 프로브는 이전에 사용한 구성과 유사한 은 코딩을 통해 하단 SRO 전극에 닿습니다.

다양한 주석 및 압축 굽힘 라듐 아래에서 P-히스테리시스 루프와 CE 곡선을 측정합니다. 2킬로헤르츠 주파수에서 두 개의 프로브를 사용하여 P-히스테리시스 루프를 측정하고 4와트를 추가합니다. 1메가헤르츠 주파수에서 두 개의 프로브로 CE 곡선을 측정하고 4W를 추가합니다.

PE 및 CE 측정이 완료되면 유연한 PZT 샘플을 제거합니다. 강유전체 특성화: 열 안정성. PZT 또는 운모를 강유전체 테스터 시스템과 반도체 장치 분석기의 테스터 보트에 놓습니다.

하나의 측정 프로브를 백금 상단 전극에 놓고 다른 측정 프로브를 혈청 SrO 층에 놓습니다. 온도 제어 시스템을 열어 샘플을 가열합니다. 서로 다른 온도에서 PE 및 CE 측정을 수행합니다.

측정이 완료된 후 히터 어셈블리를 끕니다. 강유전체 특성화 굽힘 사이클 성 테스트. 유연한 PZT 또는 운모를 이 설정의 두 홈에 장착합니다.

샘플의 한쪽 끝을 8 개의 AVO 모델로 다른 쪽 끝에서 구부러진 곳으로 고정합니다. 자를 사용하여 8mm 굽힘 과정 전에 모터의 이동 방향과 함께 PZT 또는 운모 렌즈를 측정합니다. 공식에 따라 샘플을 5mm 구부리기 위해 렌즈 C로의 움직임을 계산하며, 여기서 area는 구부러진 상태의 PZT 또는 운모의 렌즈입니다.

R은 굽힘 반경이고 C는 모터의 이동 렌즈입니다. 컴퓨터에서 굽힘 주기 수 1, 000을 설정합니다. 시작 버튼을 클릭하여 앞뒤 모터 동작을 시작합니다.

샘플과 주요 VPE를 제거하여 강유전 특성이 유지되는지 확인합니다. 대표적인 결과. PZT, SRO, CFO 운모 박막의 상피를 증착하고 1단계에서 설명한 대로 위치 기술을 레이저로 촬영하기로 했습니다.

그림 1은 총 이득을 보여주고 그림 2는 PZT에서 가장 적합한 실제 유연한 MVM 요소를 보여줍니다. 기계적 안정성은 유연한 장치 응용 프로그램의 중요한 측면입니다. 기계적 굴곡에 대한 헤테로 구조의 현미경 강유전 성능은 인장 및 압축 굽힘 모두에서 평가되었습니다.

그림 7A와 7B는 PZT 커패시터의 PE 및 CE 히스테리시스 루프와 다양한 압축 및 인장 굽힘 반경을 보여줍니다. 그림 7C는 포화 편광의 상수를 보여줍니다. 잔류 전기 분극은 가닥을 촉발할 수 있습니다.

그리고 실험 오류 내의 커패시턴스 값과 다른 굽힘 반경. 그 결과 PZT 박막 커패시터는 안정적인 전기 실습과 유연한 전자 장치 응용 분야에 필요한 기계적 제약을 유지하며, 이는 라만 분광법으로도 구현되었습니다. 1메가헤르츠에서 측정된 헤테로 구조의 버터플라이 곡선을 가진 잘 포화된 대칭 편광 전기장 히스테리시스 루프 및 커패시턴스 전기장과 새로운 장치에 대한 섭씨 25도에서 175도의 온도 굽힘이 각각 그림 8a 및 8b에 나와 있습니다.

이 강유전체 커패시터는 최상의 일정한 포화 분극에 있습니다. 분극의 잔여물은 그림 8C에서 볼 수 있듯이 더 넓은 온도 범위에서 필드와 커패시턴스에서 발생합니다. 헤테로 구조는 또한 실온과 섭씨 100도에서 높은 유지력과 내구성을 유지합니다.

이 프로세스는 PZT 또는 운모 이종 구조가 고온 전자 장치에서 잠재적인 응용 분야를 가질 수 있음을 의미합니다. 실제 적용을 위해 PZT 또는 운모 이종 구조를 검증하기 위해 일련의 실류성 테스트가 수행되었습니다. 그림 9는 tinsile 및 compressive strain state 모두에서 1, 000 굽힘 주기 전후의 PE 루프를 보여줍니다.

다른 굽힘 동작의 PE 루프는 편의를 위해 수직으로 표시됩니다. 이종 구조가 자연 굽힘 변형률에 관계없이 5mm의 굽힘 반경에서 1, 000 굽힘 주기 후에도 강유전체 거동을 유지하는 것은 가치가 없습니다. 결론.