Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

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

Published: April 8, 2018 doi: 10.3791/57221
Automatic Translation
*1, *2, 1, 1, 3
1Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education, Xiangtan University, 2Department of Physics, Indian Institute of Science, 3Department of Materials Science and Engineering, National Chiao Tung University
* These authors contributed equally

Summary

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

Abstract

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.

Introduction

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. het fabriceren van flexibele PZT dunne lagen

  1. Snijd een 1 x 1 cm mica substraat van een mica blad met een schaar.
  2. Fix dit 1 x 1 cm mica substraat op een bureau met behulp van dubbelzijdige tape.
  3. Gebruik pincet peel-off van de mica laag-voor-laag tot de gewenste dikte (50 µm), gemeten met een micrometer.
  4. 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.
  5. De PLD (Pulsed Laser Deposition) substraat houder in de PLD kamer gebracht.
  6. Selecteer in de herhaling snelheid (bv, 10 Hz) en laser energie (b.v., 300 mJ).
  7. Verplaats de focus lens naar de positie instellen.
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Luchten van de kamer N2 gebruikt en verwijder het monster PZT/mica (Figuur 2) wanneer de temperatuur kamertemperatuur bereikt.
  12. Zet het monster op een stuk glas.
  13. 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.
  14. Gebruik DC sputteren (10 mA, 8 mbar, 6 min) te storten Pt top elektroden op de film. Verwijder het monster na het sputteren.
  15. 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.
  16. 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.

2. ferroelektrische karakterisering

  1. Buigen Test
    1. 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.
    2. Plaats de PZT/mica op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.
    3. 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.
      1. 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.
    4. 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.
    5. Mount het op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.
    6. 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).
    7. Het meten van de P-E hysteresis lussen en C-E curven onder verschillende treksterkte en druksterkte buigen stralen (Figuur 4).
      1. 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.
    8. Verwijder de flexibele PZT monster wanneer de P-E en C-E metingen zijn voltooid.
  2. Thermische stabiliteit
    1. Zet de PZT/mica op het bord van de test van de ferroelektrische test systeem en halfgeleider apparaat analyzer.
    2. Plaatst u een meting sonde op de bovenste Pt-elektrode en de andere meting-sonde op de laag van zilver-SRO.
    3. Open de temperatuur controlesysteem om te Verwarm het monster.
    4. 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).
    5. Uitschakelen van de kachel vergadering nadat de metingen zijn verricht.
  3. Buigende cyclability proeven
    1. Monteer de flexibele PZT/mica in de twee groeven van deze opstelling.
    2. Fix één uiteinde van het monster, terwijl het is gebogen vanaf het andere einde met de hulp van een motor.
    3. 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).
    4. 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.
    5. Stel aantal cycli (1000) buigen in de computer (Figuur 6).
    6. Klik op de Start-knop (Figuur 6) om te starten van het heen en weer motor beweging.
    7. Verwijder het monster en meten van de P-E om te controleren of de ferroelektrische eigenschappen blijven behouden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

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 ferroelektrische prestaties van de heterostructure tegen mechanische buigen werd geëvalueerd onder zowel de treksterkte en de druksterkte buigen. Figuur 7a en 7b Toon de P-E en C-E hysteresis lussen van de condensators PZT onder verschillende druksterkte en treksterkte buigen van de straal (R). Figuur 7 c toont constante Pzat, P,r, Ec en capaciteit waarden binnen de experimentele fouten onder verschillende Buigstraal. De overeenkomstige waarden van de nominale spanning geschat door Equation 1 waar η = tf /tS, χ = Yf /YS, Yf is Youngs modulus van de PZT laag en YS is Youngs modulus van de mica zijn ook gemarkeerd. Deze resultaten suggereren dat de PZT dunne film condensator stabiele elektrische eigenschappen onder mechanische beperkingen nodig zijn voor de flexibele elektronica apparaat toepassingen, die ook werd gecontroleerd door Raman spectroscopie20onderhoudt.

De hysteresis lussen van goed verzadigde en symmetrische polarisatie-elektrisch veld (P-E) en de capaciteit-veldsterkte (C-E) met de "butterfly"-curven van de heterostructure gemeten bij 1 MHz en temperaturen variërend van 25-175 ° C voor een nieuw apparaat worden getoond in figuur 8a en 8b, respectievelijk. Deze ferroelektrische condensator exposeert constant verzadiging polarisatie (Pzat), een restant polarisatie (Pr), een dwingende veld (Ec) en de capaciteit in een breed temperatuurbereik, zoals weergegeven in Figuur 8 c. De heterostructure onderhoudt ook hoge retentie en uithoudingsvermogen bij kamertemperatuur en bij 100 ° C,20. Deze resultaten impliceren dat de heterostructure PZT/mica potentiële toepassingen in hoge-temperatuur-elektronische apparaten hebben kan.

Een reeks cyclability tests werden uitgevoerd voor het valideren van PZT/mica Heterostructuren voor praktische toepassingen. Figuur 9 toont P-E-loops vóór en na 1000 buigende cycli in beide staten treksterkte en druksterkte stam. De P-E lussen op verschillende buigende modi zijn verticaal ontheemd voor het gemak. Het is opmerkelijk dat de heterostructure behoudt zijn ferroelektrische gedrag zelfs na 1000 buigende cycli bij een Buigstraal van 5 mm ongeacht de aard buigen stam.

Figure 1
Figuur 1 . De regeling van de groei van een flexibele geheugen-element op mica. Evacueren van de kamer tot een basis druk (~ 10-6 van Torr) en verhogen de temperatuur van het monster tot 590 ° C. Aanpassen van de zuurstof druk 50 mTorr groeien de CFO. Verhogen de temperatuur tot 680 ° C en de druk van de zuurstof om 100 mTorr groeien de SRO aan te passen. Verlagen van de temperatuur tot 650 ° C en de druk van de zuurstof om 100 mTorr groeien de PZT aan te passen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2 . De foto van een flexibele geheugen element op mica. Het flexibele geheugen element kan gemakkelijk worden gebogen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3 . De schematische configuratie voor het meten van de P-E hysteresis lussen en C-E curve. Neem contact op met de SRO onder elektrode via een sonde, terwijl de andere sonde contact op met de Pt top elektroden op de films voor het meten van de elektronische eigenschappen van de dunne film van PZT. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4 . Mallen met verschillende vaste buigende straal (R). De buigende schimmel ontwerpen werden gemaakt/getrokken met behulp van autoCAD en afgedrukt met behulp van een 3D-printer. Deze mallen van vaste buigende straal (R) de gerapporteerde druksterkte en treksterkte buigende spanningen induceren (R = ±12.5 mm ±10.0 mm ±7.5 mm, ±5.0 mm, ±2.5 mm, het positieve (negatieve) teken correspondeert treksterkte (druksterkte) stam dat de Heterostructuren ondergaan wanneer gemonteerd op hen). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 5
Figuur 5 . Buigen fase standaardinteracties buigen cycli test De lengte van de heterostructure (C) wordt gemeten door een regel in unbent staat. Voor het buigmoment meten van de cyclus, gebruik een computer-aided home ingebouwde buigende setup. Het buigmoment fase bestaat uit twee takken met groeven te houden van de dunne platen. Één arm is vastgesteld, terwijl de andere arm te buigen van een dunne plaat met een stappenmotor geïnterfacet met de computer kan worden verplaatst. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 6
Figuur 6 . Program protocol bij buigende proeven verrichten. Gebruik een computer-aided home ingebouwde buigende setup om de beweging van de motor te controleren. De installatie kan de lengte van het monster te worden gebogen door middel van de verplaatsing zo klein als 1 µm op het buigmoment toneel. Een kunt de buigende kromtestralen (zie 2.3.4) instellen, alsmede uitvoeren van buigende cycli. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 7
Figuur 7 . Ferroelektrische eigenschappen onder verschillende buigende afrondingsstralen. De afhankelijkheid van het elektrisch veld van (een) polarisatie en (b) capaciteit onder verschillende treksterkte en druksterkte stralen buigen. (c) verzadiging polarisatie (Pzat), overblijfsel polarisatie (Pr), dwingende veld (Ec) en capaciteit als een functie van het buigen van de straal. Tegenwaarde van de stam worden ook aangegeven (zie tekst). Dit cijfer is aangepast met toestemming20. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 8
Figuur 8 . Ferroelektrische eigenschappen onder hoge temperatuur. De afhankelijkheid van het elektrisch veld van (een) polarisatie en (b) capaciteit bij verschillende temperaturen. (c) thermische evolutie van Pzat, P,r, Ec en capaciteit. Dit cijfer is aangepast met toestemming20. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 9
Figuur 9 . Ferroelektrische eigenschappen na buigen cycli. P-E hysteresis lussen onder treksterkte en druksterkte Buigstraal van 5 mm vóór en na 10 tot 1000 buigende cycli. Dit cijfer is aangepast met toestemming20. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 vooraf gedefinieerde net te veel Pt/PZT/SRO condensator elementen vormen. Om uit te voeren buigproeven, werd het monster vastgemaakt aan een stuk papier met vergelijkbare afmetingen om een eenvoudige overdracht van het monster tussen verschillende mallen. De mallen gebruikt om mechanisch stam het monster onder druksterkte of treksterkte Staten werden gedrukt door een 3D-printer. Tijdens het fietsen tests, werden de beide uiteinden van het monster te voorkomen uitglijden van mica lagen stevig gehouden.

De inherente klein gebied van uniformiteit van de PLD techniek beperkt echter de toepasbaarheid ervan in grootschalige productie. Het proces om te kiezen van een goed stuk van mica zonder scheuren is ook tijdrovend. Mica niet kan worden uitgerekt en gecomprimeerd en dienovereenkomstig de apparaten geteeld op mica niet kunnen worden uitgerekt of gecomprimeerd, ook. Een heleboel materialen geteeld op mica moet een buffer laag om een goede kwaliteit film, waardoor de complexiteit van het productieproces. Deze inherente problemen beperken de ontwikkeling van flexibele apparaten. Het is dus noodzakelijk om te begrijpen in detail de mechanismen voor de nucleatie en groei in de loop van der Waals epitaxie en elektronische koppeling over van der Waals-heterointerfaces om te omzeilen dat deze kwesties.

Op dit moment werknemer strategieën voor het realiseren van flexibele NVME omvatten gebruik van een polymeer coating, dunner worden van substraat of epitaxiale transfer-techniek. Hoewel polymeer substraten uitstekende mechanische naleving vertonen, hun lage temperatuur stabiliteit is van invloed op de Apparaatprestaties op een negatieve manier. Ook impliceert dunner substraat8 of de epitaxiale groei en de daaropvolgende overdracht op flexibele polymeer substraat15 een meerstaps vervelend proces. Het van der Waals epitaxie waarbij mica22,23 niet alleen vermindert het lattice en thermische overeenkomende omstandigheden maar ook verlicht het substraat klemmen effect, gunstig zijn voor het realiseren van epitaxiale systemen met prestatiewaarden vergelijkbaar met enkele kristallijne bulk tegenhangers zoals weerspiegeld in PZT/mica. 2D gelaagde mica substraat geeft bovendien het voordeel van het realiseren van de vrij-staande-achtige geheugenelementen die robuuste ferroelektrische gedrag tegen mechanische en thermische beperkingen handhaven. Het PZT/mica systeem bezit de beste prestaties onder alle flexibele geheugenelementen tot nu toe20, die de kwesties van de verschillende benaderingen die omzeilt hierboven vermeld.

De transparantie van mica kan worden benut om transparante NVME bereiken. Vanwege de aard van (quasi) van der Waals epitaxie, kan de materiaal-database worden uitgebreid buiten de beperkte materiaal combinaties die inherent zijn aan conventionele epitaxie. Verwacht wordt dat van der Waals epitaxie op mica leiden aanzienlijke onderzoek interesse in het ontwerp en de ontwikkeling van de volgende generatie van flexibele elektronische apparaten tot zal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen openbaar te maken.

Acknowledgments

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).

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kim, W. Y., Lee, H. C. Stable ferroelectric poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) film for flexible nonvolatile memory application. IEEE Electron Device Letters. 33 (2), 260-262 (2012).
  2. Mao, D., Quevedo-Lopez, M. A., Stiegler, H., Gnade, B. E., Alshareef, H. N. Optimization of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) films as non-volatile memory for flexible electronics. Organic Electronics. 11 (5), 925-932 (2010).
  3. Lee, G. G., et al. The flexible non-volatile memory devices using oxide semiconductors and ferroelectric polymer poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene). Applied Physics Letters. 99 (1), 012901-012903 (2011).
  4. Kim, R. H., et al. Non-volatile organic memory with sub-millimeter bending radius. Nature Communications. 5, 3583-3594 (2014).
  5. Liu, J., et al. Fabrication of Flexible, All-Reduced graphene oxide non-volatile memory devices. Advanced Materials. 25 (2), 233-238 (2013).
  6. Ji, Y., et al. Stable switching characteristics of organic nonvolatile memory on a bent flexible substrate. Advanced Materials. 22 (28), 3071-3075 (2010).
  7. Ghoneim, M. T., et al. Thin PZT-based ferroelectric capacitors on flexible silicon for nonvolatile memory applications. Advanced Electronic Materials. 1 (6), 1500045-1500054 (2015).
  8. Ghoneim, M. T., Hussain, M. M. Study of harsh environment operation of flexible ferroelectric memory integrated with PZT and silicon fabric. Applied. Physics. Letters. 107 (5), 052904-052908 (2015).
  9. Zuo, Z., et al. Preparation and ferroelectric properties of freestanding Pb(Zr,Ti)O3 thin membranes. Journal of Physics D: Applied Physics. 45 (18), 185302-185306 (2012).
  10. Kingon, A. I., Srinivasan, S. Lead zirconate titanate thin films directly on copper electrodes for ferroelectric, dielectric and piezoelectric applications. Nature Materials. 4 (3), 233-237 (2005).
  11. Shelton, C. T., Gibbons, B. J. Epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 thin films on flexible substrates. Journal of the American Ceramic Society. 94 (10), 3223-3226 (2011).
  12. Rho, J., et al. PbZrxTi1−xO3 Ferroelectric thin-film capacitors for flexible nonvolatile memory applications. IEEE Electron Device Letters. 31 (9), 1017-1019 (2010).
  13. Bretos, I., et al. Activated Solutions Enabling Low-Temperature processing of functional ferroelectric oxides for flexible electronics. Advanced Materials. 26 (9), 1405-1409 (2014).
  14. Tsagarakis, E. D., Lew, C., Thompson, M. O., Giannelis, E. P. Nanocrystalline barium titanate films on flexible plastic substrates via pulsed laser annealing. Applied Physics Letters. 89 (20), 202910-202912 (2006).
  15. Bakaul, S. R., et al. High speed epitaxial perovskite memory on flexible substrates. Advanced Materials. 29 (11), 1605699-1605703 (2017).
  16. Li, C. I., et al. Van der Waal epitaxy of flexible and transparent VO2 film on muscovite. Chemistry of Materials. 28 (11), 3914-3919 (2016).
  17. Ma, C. H., et al. Van der Waals epitaxy of functional MoO2 film on mica for flexible electronics. Applied Physics Letters. 108 (25), 253104-253108 (2016).
  18. Bitla, Y., et al. Oxide heteroepitaxy for flexible optoelectronics. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (47), 32401-32407 (2016).
  19. Wu, P. C., et al. Heteroepitaxy of Fe3O4/muscovite: A new perspective for flexible spintronics. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (49), 33794-33801 (2016).
  20. Jiang, J., et al. Flexible ferroelectric element based on van der Waals heteroepitaxy. Science Advances. 3 (6), e1700121-e1700128 (2017).
  21. Amrillah, T., et al. Flexible multiferroic bulk heterojunction with giant magnetoelectric coupling via van der waals epitaxy. ACS Nano. 11 (6), 6122-6130 (2017).
  22. Bitla, Y., Chu, Y. H. MICAtronics: A new platform for flexible X-tronics. Flat Chem. 3, 26-42 (2017).
  23. Chu, Y. H. Van der Waals oxide heteroepitaxy. Quantum Materials. 2 (1), 67-71 (2017).

Tags

Engineering kwestie 134 flexibele elektronica flexibel niet-vluchtig geheugen muscoviet mica van der Waals epitaxie
Een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische Element op basis van Van Der Waals Heteroepitaxy
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jiang, J., Bitla, Y., Peng, Q. x.,… More

Jiang, J., Bitla, Y., Peng, Q. x., Zhou, Y. C., Chu, Y. H. A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy. J. Vis. Exp. (134), e57221, doi:10.3791/57221 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter