Um método de medição para um elemento ferroelétrica flexível baseado em Heteroepitaxy de Van Der Waals e fabricação

Um Método de Fabricação e Medição para Elemento Ferroelétrico Flexível baseado na Heteroepitaxia de van der Waals.Introdução. Fabricação de filmes finos PZT flexíveis. Corte um substrato de mica de um centímetro por um centímetro de uma folha de mica com uma tesoura.

Fixe este substrato de mica de um centímetro por um centímetro em uma mesa, usando fita dupla-face. Use uma pinça para descascar a mica, camada por camada, até a espessura desejada, medida com um micrômetro. Cole este substrato de mica recém-clivado em um suporte de substrato de cinco polegadas, usando uma fina camada de tinta prateada, e cure-o a 120 graus centígrados em uma placa quente por 10 minutos para fixar a mica em um substrato com firmeza.

Coloque o suporte de substrato PLD na câmara PLD. Selecione a taxa de repetição e a energia do laser. Mova a lente de foco para a posição definida.

Abra a quebra e deposite uma película fina de cinco milímetros CFO como camada tampão, acionando o laser. Deposite um SRO de 20 a 18 milímetros na camada tampão SAFO como eletrodo inferior para os testes de desempenho elétrico subsequentes, acionando o laser. Deposite uma película fina de PZT de 115 milímetros na parte superior do eletrodo inferior SRO, acionando o laser.

Ventile a câmara usando um tubo e remova o PZT na amostra de mica quando a temperatura atingir a temperatura ambiente. Coloque a amostra em um pedaço de vidro. Coloque uma malha pré-projetada com 200 micrômetros de diâmetro em cima da amostra.

Fixe bem a malha e coloque a amostra de malha na câmara de pulverização. Use o CD sputtering para depositar eletrodos superiores de platina no filme. Remova a amostra após a pulverização catódica.

Use uma faca ou ácido fluorídrico a 20% para remover a seção PZT de quase um milímetro por um milímetro. Isso é para descobrir o eletrodo SRO inferior e formar muitos pequenos capacitores ferroelétricos flexíveis. Pinte uma camada de prata condutora no SRO exposto para aumentar a condutividade elétrica do eletrodo SRO inferior.

Certifique-se de que a prata condutora possa entrar em contato com o SRO exposto. Ensaio de Flexão de Caracterização Ferroelétrica. No verso da amostra flexível, cole um pedaço de papel com o mesmo tamanho da amostra, para facilitar a transferência da amostra de um estágio para outro.

Coloque o PZT omega em um barco de teste do sistema de teste ferroelétrico em um analisador de dispositivo semicondutor. Coloque uma sonda de medição do sistema de testador ferroelétrico e o analisador de dispositivo semicondutor no eletrodo superior de platina e, em seguida, coloque a outra sonda de medição na camada SRO de prata para dar aos loops de histerese do campo elétrico de polarização e às curvas do campo elétrico do capacitor enquanto a amostra não é dobrada. Meça os loops de histerese P com as duas sondas a uma frequência de dois kilohertz e a quatro Watts.

Meça as curvas CE com as duas sondas a uma frequência de um megahertz e adicione quatro Watts. Remova a amostra ambiente. Prenda o PZT flexível ou o filme fino de mica no modo de desativação usando fita dupla-face.

Tome cuidado para evitar o deslizamento ou o deslizamento da mica durante as medições. Monte-o na placa do testador do sistema de testador ferroelétrico e no analisador de dispositivo semicondutor. Coloque uma sonda no eletrodo superior de platina enquanto a outra sonda toca o eletrodo SRO inferior através do código de prata semelhante à configuração usada anteriormente.

Meça os loops de histerese P e as curvas CE sob vários raios de flexão estínsil e compressivos. Meça os loops de histerese P com as duas sondas em uma frequência de dois kilohertz e adicione quatro Watts. Meça as curvas CE com as duas sondas a uma frequência de um megahertz e adicione quatro Watts.

Remova a amostra PZT flexível quando as medições PE e CE estiverem concluídas. Caracterização ferroelétrica Estabilidade térmica. Coloque o PZT ou a mica no barco do testador do sistema de testador ferroelétrico e do analisador de dispositivo semicondutor.

Coloque uma sonda de medição no elétrodo superior de platina e coloque a outra sonda de medição na camada de sera SrO. Abra o sistema de controle de temperatura para aquecer a amostra. Realize as medições de PE e CE em diferentes temperaturas.

Desligue o conjunto do aquecedor após a conclusão das medições. Ensaios de ciclabilidade de flexão de caracterização ferroelétrica. Monte o PZT flexível ou mica nas duas ranhuras desta configuração.

Fixe uma extremidade da amostra onde ela está dobrada da outra extremidade com oito modelos AVO. Use uma régua para medir o PZT ou a lente de mica junto com a direção do movimento do motor antes do processo de dobra de oito milímetros. Calcule o movimento para a lente C para dobrar a amostra cinco milímetros de acordo com a fórmula onde a área é a lente de PZT ou mica em um estado dobrado.

R é o raio de curvatura e C é a lente de movimento do motor. Defina o número de ciclos de dobra 1.000 no computador. Clique no botão Iniciar para iniciar o movimento do motor para frente e para trás.

Remover a amostra e o VPE principal para verificar se as propriedades ferroeléctricas são mantidas. Resultados Representativos. A epitectura de filmes finos de mica PZT, SRO, CFO foram depositados e deveriam laser a técnica de posição, conforme descrito na etapa um.

A Figura 1 mostra o ganho bruto e a Figura 2 mostra um elemento MVM flexível real melhor no PZT. A estabilidade mecânica é um aspecto crucial da aplicação flexível do dispositivo. O desempenho ferroelétrico do microscópio da heteroestrutura contra a flexão mecânica foi avaliado tanto na flexão de tração quanto na flexão.

As Figuras 7A e 7B mostram os loops de histerese PE e CE dos capacitores PZT e os vários raios de curvatura compressivos e de tração. A Figura 7C mostra a constante de polarização saturada. A polarização elétrica residual pode incitar os fios.

E os valores de capacitância dentro de erros experimentais e diferentes raios de curvatura. Isso resulta apenas que os capacitores de filme fino PZT mantêm a prática elétrica estável e as restrições mecânicas necessárias para a aplicação de dispositivos eletrônicos flexíveis que também foram adotados pela espectroscopia raman. Os loops de histerese do campo elétrico de polarização simétrica e bem saturado e o campo elétrico de capacitância com as curvas borboleta da heteroestrutura medidas em um megahertz e a flexão de temperatura de 25 a 175 graus centígrados para um novo dispositivo são mostrados na Fig. 8A e 8B, respectivamente.

Este capacitor ferroelétrico está na melhor polarização de saturação constante. Um remanescente de polarização ocorre no campo e a capacitância na faixa de temperatura mais ampla, conforme mostrado na Figura 8C. A heteroestrutura também mantém alta retenção e resistência à temperatura ambiente, bem como a 100 graus centígrados.

Este processo implica que a estrutura PZT ou mica hetero pode ter aplicações potenciais em dispositivos eletrônicos de alta temperatura. Uma série de testes de cilabilidade foi realizada para validar as estruturas PZT ou hetero de mica para aplicações práticas. A Figura 9 mostra loops PE antes e depois de 1.000 ciclos de dobra em estados de deformação estinsil e compressiva.

Os loops PE em diferentes movimentos de dobra são exibidos verticalmente por uma questão de conveniência. Não é digno que a heteroestrutura mantenha seu comportamento ferroelétrico mesmo após 1.000 ciclos de dobra em um raio de curvatura de cinco milímetros, respectivamente, da deformação de flexão natural. Conclusão.