Name: Een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische Element op basis van Van Der Waals Heteroepitaxy (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 40 s
Description: Leer een fabricagemethode voor flexibele ferro-elektrische PZT-geheugenelementen op muscoviet mica via Van der Waals hetero-epitaxie. Dit protocol toont hoe onderzoekers mechanisch buigbare dunne films maken voor toepassingen in flexibele elektronica.

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

Dit werk werd gesteund door de National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11402221 en 11502224), de Braziliaanse sleutel laboratorium van Intense Pulsed straling simulatie en effect (SKLIPR1513) en de Hunan provinciale sleutel onderzoek en ontwikkelingsplan (nr. 2016 WK 2014).

1. het fabriceren van flexibele PZT dunne lagen
<ol><li>Snijd een 1 x 1 cm mica substraat van een mica blad met een schaar.</li>
	<li>Fix dit 1 x 1 cm mica substraat op een bureau met behulp van dubbelzijdige tape.</li>
	<li>Gebruik pincet peel-off van de mica laag-voor-laag tot de gewenste dikte (50 µm), gemeten met een micrometer.</li>
	<li>Plak dit vers gekloofd mica substraat op een substraat houder 5'' met behulp van een dun laagje zilver verf en genezen bij 120 ° C op een hete plaat gedurende 10 minuten brengt mica op substraat stevig.</li>
	<li>De PLD (Pulsed Laser Deposition) substraat houder in de PLD kamer gebracht.</li>
	<li>Selecteer in de herhaling snelheid (bv, 10 Hz) en laser energie (b.v., 300 mJ).</li>
	<li>Verplaats de focus lens naar de positie instellen.</li>
	<li>Open de sluiter en het storten van een 5 nm CoFe2O4 (CFO) [Laser energie: 300 mJ, zuurstof onder druk: 50 mTorr, Sample temperatuur: 590 ° C, afzetting tijd: 5 min] dunne film als een buffer laag door triggering van de laser (Figuur 1).</li>
	<li>Storten van een 20-80 nm SrRuO3 (SRO) [Laser energie: 300 mJ, zuurstof onder druk: 100 mTorr, Sample temperatuur: 680 ° C, afzetting tijd: 10-30 min] op de CFO buffer laag als de onderkant elektrode voor latere elektrische prestatietests door triggering van de laser ( Figuur 1).</li>
	<li>Storting per 150 nm PZT [Laser energie: 300 mJ, zuurstof onder druk: 100 mTorr, Sample temperatuur: 650 ° C, afzetting tijd: 60 min] dunne film op de bovenkant van SRO onder elektrode door triggering van de laser (Figuur 1).</li>
	<li>Luchten van de kamer N2 gebruikt en verwijder het monster PZT/mica (Figuur 2) wanneer de temperatuur kamertemperatuur bereikt.</li>
	<li>Zet het monster op een stuk glas.</li>
	<li>Zet een vooraf ontworpen mesh met 200 µm diameter op de top van het monster. De Maas goed vast en zet mesh-monster in het sputteren kamer.</li>
	<li>Gebruik DC sputteren (10 mA, 8 mbar, 6 min) te storten Pt top elektroden op de film. Verwijder het monster na het sputteren.</li>
	<li>Gebruik een mes of 20% HF-zuur te verwijderen van een 1 x 1 mm PZT sectie. Dit is het ontdekken van de bodem SRO elektrode en vormen van vele kleine flexibele ferroelektrische condensatoren. Opmerking: Groeien SRO als de elektrode van de bodem, en dan storten Pt op de top van de elektroden op de films door DC sputteren tot veel kleine condensatoren voor het meten van de elektronische eigenschappen van de dunne film van PZT, die is afgebeeld in Figuur 3.</li>
	<li>Verf een jas van geleidende zilver op de blootgestelde SRO te verhogen van de elektrische geleidbaarheid van de bodem SRO elektrode. Zorg ervoor dat de geleidende zilver kunt contact opnemen met de blootgestelde SRO.</li>
</ol>2. ferroelektrische karakterisering
<ol><li>Buigen Test<ol>
<li>Lijm op de achterkant van het flexibele monster, een stuk papier met hetzelfde formaat als het monster voor een gemakkelijke overdracht van het monster uit één fase naar de andere.</li>
		<li>Plaats de PZT/mica op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.</li>
		<li>Plaatst u een sonde van de meting van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer op de bovenste Pt-elektrode en de andere meting-sonde op de laag van zilver-SRO om de polarisatie-elektrisch veld (P-E) hysteresis lussen en de curven van de capaciteit-elektrisch veld (C-E) terwijl het monster unbent is.<ol>
<li>Meten van de P-E hysteresis lussen met de twee sondes met een frequentie van 2 kHz en bij 4 V. maatregel de C-E bochten met de twee sondes met een 1 MHz-frequentie en bij 4 V. verwijderen het unbent monster.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Beveilig de flexibele PZT/mica dunne film op de gewenste mal met behulp van dubbelzijdige tape. Zorg voor het vermijden van het uitglijden/glijden van mica tijdens de meting.</li>
		<li>Mount het op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.</li>
		<li>Zet één sonde op de bovenste Pt-elektrode, terwijl de andere sonde de bodem SRO elektrode door middel van het zilver coating vergelijkbaar met de eerder gebruikte configuratie (stap 2.1.3 raakt).</li>
		<li>Het meten van de P-E hysteresis lussen en C-E curven onder verschillende treksterkte en druksterkte buigen stralen (Figuur 4).<ol>
<li>Het meten van de P-E hysteresis lussen met de twee sondes met een frequentie van 2 kHz en tegen 4 V. maatregel de C-E curves met de twee sondes met een 1 MHz-frequentie en bij 4 V.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Verwijder de flexibele PZT monster wanneer de P-E en C-E metingen zijn voltooid.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Thermische stabiliteit<ol>
<li>Zet de PZT/mica op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.</li>
		<li>Plaatst u een meting sonde op de bovenste Pt-elektrode en de andere meting-sonde op de laag van zilver-SRO.</li>
		<li>Open de temperatuur controlesysteem om te Verwarm het monster.</li>
		<li>Het gedrag van de P-E en C-E metingen bij verschillende temperaturen (25 ° C, 50 ° C, 75 ° C, 100 ° C, 125 ° C, 150 ° C, 175 ° C).</li>
		<li>Uitschakelen van de kachel vergadering nadat de metingen zijn verricht.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Buigende cyclability proeven<ol>
<li>Monteer de flexibele PZT/mica in de twee groeven van deze opstelling.</li>
		<li>Fix één uiteinde van het monster, terwijl het is gebogen vanaf het andere einde met de hulp van een motor.</li>
		<li>Een liniaal gebruiken voor het meten van de lengte van de PZT/mica samen met de richting van de beweging (buigen) van de motor vóór de 8 mm buigen proces (Figuur 5).</li>
		<li>Berekenen van de lengte C van de beweging om te buigen van het monster 5 mm volgens de formule: C=L-2Rsin(L/2R), waar L is de lengte van PZT/mica in unbent staat, R is de buigende kromtestralen en C is de lengte van de beweging van de motor.</li>
		<li>Stel aantal cycli (1000) buigen in de computer (Figuur 6).</li>
		<li>Klik op de Start-knop (Figuur 6) om te starten van het heen en weer motor beweging.</li>
		<li>Verwijder het monster en meten van de P-E om te controleren of de ferroelektrische eigenschappen blijven behouden.</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>

De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen openbaar te maken.

De belangrijkste stap in de fabricage van ferroelektrische elementen ligt in het gebruik van een oppervlak schoon en zelfs/vlakke ondergrond. Hoewel vers gekloofd mica oppervlak is beide glad, er moet aandacht besteden aan de oppervlakken voorkomen lijden zichtbaar versplintering, lagen, scheuren, insluitsels, etc. na afzetting van de PZT laag splitsen, het monster werd gekoeld onder een hoge zuurstof druk (200-500 Torr) om de zuurstof vacatures. Ex situ top platina elektroden werden gestort via een voo...

De succesvolle fabricage van flexibel niet-vluchtig geheugenelementen (NVME) speelt een belangrijke rol bij het benutten van het volledige potentieel van flexibele elektronica. NVME wordt voorzien van lichtgewicht, low-cost, low-power verbruik, hoge snelheid en hoge dichtheid opslagmogelijkheden naast gegevensopslag, informatieverwerking en communicatie. Perovskiet Pb (Zr, Ti) O3 (PZT) fungeert als een populair systeem voor dergelijke toepassingen gezien zijn grote polarisatie, snelle polarisatie over te schakelen, hoogtemperatuur Curie, lage dwingende veld en hoge piëzo-elektrische coëfficiënt. In ferroelektrische niet-vluchtig geheugen, kunt een externe spanning pols schakelen de twee restant polarisaties tussen twee stabiele richtingen, vertegenwoordigd door de '0' en '1'. Het is niet-vluchtig, en het proces van schrijven/lezen binnen nanoseconden kan worden voltooid. NVME gebaseerd op organische1,2,3,4,5,6 en anorganische7,8,9,10 ,11,12,13,14,15 ferroelektrische materialen zijn geprobeerd op flexibele ondergronden. Deze integratie wordt echter beperkt door niet alleen de substraten onvermogen van hoge-temperatuur groei maar ook de aangetaste Apparaatprestaties, huidige lekkage en elektrische kortsluiting vanwege hun ruwere oppervlakten. Ondanks veelbelovende resultaten, alternatieve strategieën zoals het dunner worden van substraat8 en de overdracht van de epitaxiale laag op een flexibele substraat15 lijden beperkte levensvatbaarheid met het oog op de geavanceerde meerstaps proces, de onvoorspelbaarheid van overdracht, en de beperkte toepasbaarheid.
Om de bovengenoemde redenen is het essentieel om te verkennen van een geschikt substraat welk vermag overwinnen beperkte thermische en operationele stabilities van zachte ondergronden tot verder flexibele elektronica. Een natuurlijke muscoviet mica (KAl2(AlSi3O10) (OH)2) substraat met unieke functies zoals beide gladde oppervlakken met hoge thermische stabiliteit, chemische bestendigheid, hoge transparantie, mechanische flexibiliteit, en compatibiliteit met huidige fabricage methoden kan worden gebruikt om effectief omgaan met deze vraagstukken. Meer nog, de twee-dimensionale gelaagde structuur van monoklien mica ondersteunt van der Waals epitaxie, die matigt lattice en thermische afstemmen, waardoor aanzienlijk het onderdrukken van het substraat klemmen effect. Deze voordelen hebben benut in de directe groei van functionele stikstofoxiden16,17,18,19,20,21,22, 23 op muscoviet onlangs, met het oog op de toepassingen van flexibel apparaat.
Hierin beschrijven we een protocol om direct groeien epitaxiale nog flexibele leiding zirkonium titanate (PZT) dunne lagen op muscoviet mica. Dit wordt bereikt door een pulserende laser deposition proces afhankelijk van de veelzijdige eigenschappen van mica, resulterend in van der Waals heteroepitaxy. Dergelijke geconstrueerde structuren behouden alle superieure eigenschappen van epitaxiale PZT op rigide één kristallijne substraten en uitstekende thermische en mechanische stabilities vertoont. Deze eenvoudige en betrouwbare aanpak een technologische voordeel biedt boven multistep-overdracht en substraat uitdunnen van strategieën en vergemakkelijkt de ontwikkeling van de langverwachte flexibele nog single-kristallijn non-volatile geheugenelementen vereiste voor volgende-generatie smart-apparaten met hoge prestaties.

<table><tbody><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>hot plate</td><td>Polish</td><td>P-20</td><td></td></tr><tr><td>PLD system</td><td>PVD products</td><td>PLD 5000</td><td></td></tr><tr><td>Ferroelectric test system&nbsp;</td><td>Radiant Technologies Precisions workstations&nbsp;</td><td>RT66A</td><td></td></tr><tr><td>Semiconductor device analyzer&nbsp;</td><td>Agilent&nbsp;</td><td>B1500A</td><td></td></tr><tr><td>Bending molds</td><td>home-made</td><td></td><td>Machined teflon material</td></tr><tr><td>Bending stage</td><td>home-built</td><td></td><td>Labview interfaced setup which provides a precise displacement as small as 1 micrometer</td></tr><tr><td>Sputtering system</td><td>Beijing&nbsp;Elaborate</td><td>ETD-3000</td><td></td></tr><tr><td>Materials</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mica(001) sheets</td><td>Nilaco corporation&nbsp;</td><td>990066</td><td></td></tr><tr><td>conductive silver paint</td><td>Ted Pella, INC</td><td>No.16033</td><td></td></tr><tr><td>CoFe2O4 target</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SrRuO3 target</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PbZr0.2Ti0.8O3 target</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pt target</td><td>Hefei Ke jing</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische element op basis van van der waals heteroepitaxy

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

Flexibel niet-vluchtig geheugen hebben veel aandacht gekregen, aangezien zij van toepassing zijn voor draagbare elektronische smart-apparaat in de toekomst beroep op high-density gegevensopslag en loeien-vermogen verbruik mogelijkheden. De niet-vluchtig geheugen van kwalitatief hoogwaardige oxide gebaseerd op flexibele ondergronden wordt echter vaak beperkt door de materiële kenmerken en de onvermijdelijke hoge-temperatuur-Productie-procédé. In deze paper wordt een protocol voorgesteld om direct groeien epitaxiale maar flexibele leiding zirkonium titanate geheugen op element muscoviet mica. De veelzijdige afzetting techniek en meting methode inschakelen de fabricage van flexibele nog single-kristallijn non-volatile geheugenelementen die nodig zijn voor de volgende generatie van slimme apparaten.

De epitaxiale PZT/SRO/CFO/mica dunne films werden neergelegd bij de gepulste laser deposition techniek, zoals beschreven in stap 1. Figuur 1 toont de groei regeling en Figuur 2 toont een werkelijke flexibele NVM element op basis van de PZT.

Mechanische stabiliteit is een cruciaal aspect van de toepassing van de flexibele apparaat. De macroscopische ferroelektris...

In deze paper presenteren we een protocol toe direct een epitaxiale nog flexibele leiding zirkonium titanate geheugen element op muscoviet mica.

Een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische Element op basis van Van Der Waals Heteroepitaxy

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

Een fabricage- en meetmethode voor flexibele ferro-elektrische elementen gebaseerd op van der Waals-hetero-epitaxie. Inleiding. Fabricage van flexibele PZT-dunne films. Snijd een micashaal van één centimeter bij één centimeter met een schaar uit een micaplaat.Bevestig deze micasubstraat van één centimeter bij één centimeter op een tafel met dubbelzijdig plakband. Gebruik een pincet om de mica af te pellen, laag voor laag, tot de gewenste dikte, gemeten met een micrometer. Plak dit vers gebroken micasubstraat op een vijfduimse substraathouder, met behulp van een dunne laag zilververf, en laat het 10 minuten drogen op een verwarmingsplaat van 120 graden Celsius om het mica stevig op een substraat te bevestigen.Plaats de PLD-substraathouder in de PLD-kamer. Selecteer de herhalingssnelheid en de laserenergie. Beweeg de focuslens naar de ingestelde positie.Open de schutting en deponeer een vijf millimeter dikke CFO-dunne film als bufferlaag door de laser te activeren. Deponeer een 20 tot 18 millimeter dikke SRO op de SAFO-bufferlaag als de onderste elektrode voor de daaropvolgende elektrische prestatietests door de laser te activeren. Deponeer een 115 millimeter dikke PZT-dunne film op de bovenkant van de SRO-onderelektrode door de laser te activeren.Ventileer de kamer met een buis en verwijder de PZT op mica-monster wanneer de temperatuur kamertemperatuur bereikt. Plaats het monster op een stuk glas. Plaats een vooraf ontworpen gaas met een diameter van 200 micrometer bovenop het monster.Bevestig het gaas goed en plaats het gaasmonster in de sputteringkamer. Gebruik CD-sputtering om platina-topelektroden op de film af te zetten. Verwijder het monster na het sputteren.Gebruik een mes of 20% hydrofluorzuur om bijna één millimeter bij één millimeter PZT-sectie te verwijderen. Dit is om de onderste SRO-elektrode bloot te leggen en veel kleine flexibele ferro-elektrische condensatoren te vormen. Verf een laag geleidend zilver op het blootgestelde SRO om de elektrische geleidbaarheid van de onderste SRO-elektrode te verhogen.Zorg ervoor dat het geleidende zilver contact kan maken met het blootgestelde SRO. Ferro-elektrische karakterisering Buigtest. Lijm op de achterkant van het flexibele monster een stuk papier met dezelfde grootte als het monster, voor gemakkelijke overdracht van het monster van de ene fase naar de andere.Plaats de PZT-omega op een testboot van het ferro-elektrische testersysteem in een halfgeleiderapparatenanalysator. Plaats een meettip van het ferro-elektrische testersysteem en de halfgeleiderapparatenanalysator op de platina-topelektrode en plaats vervolgens de andere meettip op de zilveren SRO-laag om de hystereselussen van het polarisatie-elektrisch veld en de elektrische veldcurven van de condensator te geven terwijl het monster ongebogen is. Meet de P-hysteresislussen met de twee sondes bij een frequentie van twee kilohertz en bij vier watt.Meet de CE-curven met de twee sondes bij een frequentie van één megahertz en voeg vier watt toe. Verwijder het monster. Bevestig de flexibele PZT of mica-dunne film op de uitschakelmodus met behulp van dubbelzijdig plakband.Zorg ervoor dat de mica tijdens de metingen niet wegglijdt of verschuift. Monteer het op de testplaat van het ferro-elektrische testersysteem en de halfgeleiderapparatenanalysator. Plaats een sonde op de platina-topelektrode terwijl de andere sonde de onderste SRO-elektrode raakt via de zilveren codering, vergelijkbaar met de eerder gebruikte configuratie.Meet de P-hysteresislussen en de CE-curven onder verschillende trek- en compressiebuigstralen. Meet de P-hysteresislussen met de twee sondes bij een frequentie van twee kilohertz en voeg vier watt toe. Meet de CE-curven met de twee sondes bij een frequentie van één megahertz en voeg vier watt toe.Verwijder het flexibele PZT-monster wanneer de PE- en CE-metingen zijn voltooid. Ferro-elektrische karakterisering Thermische stabiliteit. Plaats de PZT of mica op de testboot van het ferro-elektrische testersysteem en de halfgeleiderapparatenanalysator.Plaats een meettip op de platina-topelektrode en plaats de andere meettip op de sera SrO-laag. Open het temperatuurregelsysteem om het monster te verwarmen. Voer de PE- en CE-metingen uit bij verschillende temperaturen.Schakel de verwarmingsmodule uit nadat de metingen zijn voltooid. Ferro-elektrische karakterisering Buigcyclabiliteitstesten. Monteer de flexibele PZT of mica in de twee groeven van deze opstelling.Bevestig een uiteinde van het monster waar het vanaf het andere uiteinde is gebogen met acht AVO-model. Gebruik een liniaal om de PZT of mica-lens te meten samen met de bewegingsrichting van de motor voorafgaand aan het buigen van acht millimeter. Bereken de beweging tot lens C om het monster vijf millimeter te buigen volgens de formule waarbij het gebied de lens van PZT of mica is in een gebogen toestand.
R is de buigstraal en C is de bewegingslens van de motor. Stel het aantal buigcycli in op 1.000 in de computer. Klik op de startknop om de voor- en teruggaande motorbeweging te starten.
Verwijder het monster en de belangrijkste VPE om te controleren of de ferro-elektrische eigenschappen behouden blijven. Representatieve resultaten. De epitectuur van PZT, SRO, CFO-mica dunne films werd afgezet en zou de positietechniek moeten laseren, zoals beschreven in stap één.
Figuur 1 toont het bruto-winst en figuur 2 toont een daadwerkelijk flexibel MVM-element best op de PZT. Mechanische stabiliteit is een cruciaal aspect van flexibele apparaattoepassing. De microscopische ferro-elektrische prestaties van de heterostructuur tegen het mechanische buigen werd geëvalueerd op zowel trek- als compressiebuigen.
Figuur 7A en 7B tonen de PE- en CE-hysteresislussen van de PZT-condensatoren en de verschillende compressieve en trekbuigstralen. Figuur 7C toont de constante van verzadigde polarisatie. Restelektrische polarisatie kan de strengen aandrijven.
En de capacitieve waarden binnen experimentele fouten en verschillende buigstralen. Dit resulteert erin dat de PZT-dunne film-condensatoren een stabiele elektrische praktijk behouden en de mechanische beperkingen vereist voor de flexibele elektronische apparaatto

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We beschrijven het gebruik van gepulste laser depositie (PLD), fotolithografie en wire-bonding technieken micrometer meervoudige oxiden apparaten. Het PLD wordt gebruikt om epitaxiale dunne films te laten groeien. Fotolithografie en wire-bonding technieken worden ingevoerd om praktische hulpmiddelen voor de meting doeleinden te creëren.

Fabricage van plaatsgebonden complexe oxiden

We presenteren de synthese van de organische basis ferrimagnet vanadium tetracyanoethyleen (V [TCNE] x, x ~ 2) via lage temperatuur chemical vapor deposition (CVD). Deze geoptimaliseerde recept levert een toename van de Curie temperatuur van 400 K tot 600 K en dan drastisch toegenomen magnetische resonantie eigenschappen.

Chemical Vapor Deposition van een organische Magnet, Vanadium tetracyanoethyleen

We beschrijven de methodologie van mechanische exfoliatie en depositie van vlokken van nieuwe materialen met micrometergrootte op een substraat, fabricage van experimentele apparaatstructuren voor transportexperimenten, en de magnetotransportmeting in een droge helium gesloten-cyclus cryostat bij temperaturen tot 0,300 K en magnetische velden tot 12 T.

Geavanceerde experimentele methoden voor lage-temperatuur magnetotransport Meting van nieuwe materialen

Dit werk beschrijft de procedures voor de groei en de karakterisering van kristallijn SrTiO 3 rechtstreeks op germaniumsubstraten door atomic layer deposition. De procedure illustreert het vermogen van een all-chemische groeimethode oxiden monolithisch geïntegreerd op halfgeleiders voor metaal-oxide halfgeleiderinrichtingen.

Epitaxiaal Groei van Perovskite Strontiumtitanaat op Germanium via Atomic Layer Deposition

Dit protocol beschrijft een op oplossings gebaseerde fabricage-strategie voor high-performance, flexibele, transparante elektroden met volledig ingebed, dik metaalnetwerk. Flexibele transparante elektroden vervaardigd door dit proces tonen onder de hoogste gerapporteerde prestaties, waaronder ultra-lage velweerstand, hoge optische transmissie, mechanische stabiliteit onder buigen, sterke substraathechting, oppervlak gladheid en milieubestabiliteit.

Schaalbare Oplossing-Verwerkte Fabricage Strategie voor High Performance, Flexibele, Transparante Elektroden Met Embedded Metal Mesh

Het artikel beoogt de invoering van een standaard en betrouwbare fabricage-procedure voor de ontwikkeling van toekomstige lage dimensionale nano-elektronica.

Een standaard en betrouwbare methode om te fabriceren tweedimensionale nano-elektronica

Verwezenlijking van kwalitatief hoogwaardige Schottky contacten is noodzakelijk voor het bereiken van efficiënte gate modulatie in heterostructure veld effect transistors (HFETs). We presenteren de fabricage methodologie en de kenmerken van de dioden van de Schottky op Zn-polaire BeMgZnO/ZnO Heterostructuren met hoge dichtheid twee dimensionale electron gas (2DEG), geteeld door moleculaire straal plasma-bijgewoonde epitaxie op GaN sjablonen.

Fabricage van Schottky Diodes op Zn-polaire BeMgZnO/ZnO Heterostructure gegroeid door moleculaire Beam Plasma-bijgewoonde epitaxie

In dit werk beschrijven we een techniek die wordt gebruikt om nieuwe kristallen (van der Waals heterostructures) te maken door het stapelen van ultradunne gelaagde 2D-materialen met nauwkeurige controle over positie en relatieve oriëntatie.

Van der Waals Heterostructures met precieze rotatie uitlijning

Dit werk presenteert een gedetailleerd protocol voor de microfabrication van nanogestructureerde α-kwarts cantilever op een Silicon-On-Insulator (SOI) technologiesubstraat beginnend bij de epitaxiale groei van kwartsfilm met de dipcoatingmethode en vervolgens nanostructuratie van de dunne film via nanoimprintlithografie.

Epitaxiale nanogestructureerde α-quartzfilms op silicium: van materiaal tot nieuwe apparaten

Deze studie presenteert een residuvrije fabricagemethodologie voor het produceren van enkele vlokken van tweedimensionale materialen en het samenvoegen ervan tot complexe heterostructuren met alleen van der Waals-interacties. De techniek elimineert de noodzaak van externe stoffen en specifieke experimentele omstandigheden, waardoor complexe heterostructuurassemblages mogelijk zijn door middel van bottom-up, top-down en modulaire stapelprocessen.

Residuvrije fabricage van van der Waals heterostructuren van tweedimensionale materialen

We presenteren een reproduceerbaar rekmodulatie-piëzoreflectantiespectroscopieprotocol dat meting van ΔR/R met lock-in detectie voor van der Waals-kristallen die op piëzokeramieken zijn overgebracht, mogelijk maakt, en resulteert in karakterisering van directe optische overgangen via ΔR/R-spectra met behulp van derde-afgeleide fitting met de Aspnes-formule.

Piëzoreflectantiespectroscopie van optische overgangen in van der Waals-gelaagde kristallen

Leer een fabricagemethode voor flexibele ferro-elektrische PZT-geheugenelementen op muscoviet mica via Van der Waals hetero-epitaxie. Dit protocol toont hoe onderzoekers mechanisch buigbare dunne films maken voor toepassingen in flexibele elektronica.

Een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische Element op basis van Van Der Waals Heteroepitaxy

Meer video's verkennen