वान डेर Waals Heteroepitaxy के आधार पर लचीले Ferroelectric तत् व के लिए एक निर्माण और मापन विधि
Summary
इस पत्र में, हम सीधे एक epitaxial अभी तक लचीला सीसा zirconium titanate स्मृति तत्व muscovite मीका पर बढ़ने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं ।
Abstract
लचीला गैर अस्थिर यादें बहुत ध्यान मिला है के रूप में वे भविष्य में पोर्टेबल स्मार्ट इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के लिए लागू कर रहे हैं, उच्च घनत्व डेटा भंडारण और कम बिजली की खपत क्षमताओं पर निर्भर है । हालांकि, उच्च गुणवत्ता ऑक्साइड लचीले सब्सट्रेट पर अस्थिर स्मृति आधारित अक्सर सामग्री विशेषताओं और अपरिहार्य उच्च तापमान निर्माण की प्रक्रिया से विवश है । इस पत्र में, एक प्रोटोकॉल सीधे muscovite मीका पर एक epitaxial अभी तक लचीला नेतृत्व zirconium titanate स्मृति तत्व बढ़ने का प्रस्ताव है । बहुमुखी जमाव तकनीक और माप विधि लचीला अभी तक एकल क्रिस्टलीय गैर वाष्पशील स्मृति स्मार्ट उपकरणों की अगली पीढ़ी के लिए आवश्यक तत्वों का निर्माण सक्षम करें ।
Introduction
लचीला अस्थिर स्मृति तत्वों (NVME) के सफल निर्माण लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स की पूरी क्षमता का दोहन करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । NVME डेटा भंडारण, सूचना प्रसंस्करण और संचार के अलावा हल्के वजन, कम लागत, कम बिजली की खपत, तेज गति और उच्च भंडारण घनत्व क्षमताओं की सुविधा होगी । Perovskite पीबी (Zr, ती) हे3 (PZT) अपने बड़े ध्रुवीकरण, तेजी से ध्रुवीकरण स्विचन, उच्च क्यूरी तापमान, कम दबाव क्षेत्र और उच्च piezoelectric गुणांक पर विचार ऐसे आवेदनों के लिए एक लोकप्रिय प्रणाली के रूप में कार्य करता है । ferroelectric अस्थिर यादों में, एक बाहरी वोल्टेज पल्स दो स्थिर दिशाओं के बीच दो अवशेष ध्रुवीकरण स्विच कर सकते हैं, ‘ 0 ‘ और ‘ 1 ‘ का प्रतिनिधित्व किया. यह गैर-अस्थिर है, और लिखने/पठन प्रक्रिया नैनोसेकंड के भीतर पूरा किया जा सकता है । NVME पर आधारित कार्बनिक1,2,3,4,5,6 और अकार्बनिक7,8,9,10 ,11,12,13,14,15 ferroelectric सामग्रियों को लचीला सब्सट्रेट करने का प्रयास किया गया है । हालांकि, इस तरह के एकीकरण न केवल उच्च तापमान वृद्धि की, लेकिन यह भी नीचा दिखाया डिवाइस के प्रदर्शन, वर्तमान रिसाव और उनके किसी न किसी तरह के कारण shorting सतहों के लिए न केवल सब्सट्रेट अक्षमता द्वारा सीमित है । आशाजनक परिणाम के बावजूद, सब्सट्रेट8 के thinning और एक लचीला सब्सट्रेट15 पर epitaxial परत हस्तांतरण की तरह वैकल्पिक रणनीतियों परिष्कृत multistep प्रक्रिया के मद्देनजर सीमित व्यवहार्यता पीड़ित, स्थानांतरण की अनिश्चितता, और सीमित प्रयोज्यता ।
aforementioned कारणों के लिए, यह एक उपयुक्त सब्सट्रेट है कि नरम सब्सट्रेट के सीमित थर्मल और परिचालन stabilities आगे बढ़ाने के लिए लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स को दूर करने में सक्षम है का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण है । एक प्राकृतिक muscovite मीका (कल2(AlSi3हे10) (OH)2) परमाणु चिकनी सतहों, उच्च तापीय स्थिरता, रासायनिक निष्क्रियता, उच्च पारदर्शिता, यांत्रिक लचीलेपन की तरह अनूठी विशेषताओं के साथ सब्सट्रेट, और वर्तमान निर्माण विधियों के साथ संगतता प्रभावी ढंग से इन मुद्दों से निपटने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । अधिक तो, monoclinic मीका के दो आयामी स्तरित संरचना वान डेर Waals epitaxy, जो जाली और थर्मल मिलान की स्थिति को कम करने का समर्थन करता है, जिससे काफी सब्सट्रेट दबाना प्रभाव दबा । कार्यात्मक आक्साइड के16,17,18,19,20,21,22के प्रत्यक्ष विकास में इन फायदों का दोहन किया गया है, 23 muscovite पर हाल ही में, लचीला डिवाइस अनुप्रयोगों को ध्यान में रखते ।
इस के साथ साथ, हम एक प्रोटोकॉल का वर्णन करने के लिए सीधे epitaxial अभी तक लचीला सीसा zirconium titanate (PZT) muscovite मीका पर पतली फिल्मों बढ़ने । यह एक स्पंदित लेजर बयान मीका के बहुमुखी गुणों पर निर्भर प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त की है, वान डेर Waals heteroepitaxy में जिसके परिणामस्वरूप । ऐसे गढ़े संरचनाओं कठोर एकल क्रिस्टलीय सब्सट्रेट पर epitaxial PZT के सभी बेहतर गुणों को बनाए रखने और उत्कृष्ट थर्मल और यांत्रिक stabilities प्रदर्शन । यह सरल और विश्वसनीय दृष्टिकोण multistep पर एक तकनीकी लाभ-हस्तांतरण और रणनीतियों thinning सब्सट्रेट प्रदान करता है और बहुत प्रतीक्षित लचीला अभी तक एकल-क्रिस्टलीय गैर अस्थिर स्मृति तत्वों के लिए शर्त के विकास की सुविधा अगली पीढ़ी के उच्च प्रदर्शन के साथ स्मार्ट उपकरणों ।
Protocol
Representative Results
Discussion
ferroelectric तत्वों के निर्माण में महत्वपूर्ण कदम एक साफ और भी/फ्लैट सब्सट्रेट सतह के उपयोग में निहित है । हालांकि हौसले से सट मीका सतह परमाणु चिकनी है, यह splintering दिखाई पीड़ा से सतहों को रोकने के लिए ध्यान देना आव?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन ऑफ चाइना (ग्रांट नग. ११४०२२२१ और ११५०२२२४) द्वारा समर्थित किया गया, तीव्र स्पंदित विकिरण सिमुलेशन और प्रभाव (SKLIPR1513) और हुनान प्रांतीय प्रमुख अनुसंधान और विकास योजना (सं. 2016WK2014) ।
Materials
| 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 |
References
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