Name: 基于范德华 Heteroepitaxy 的柔性铁电元件制备及测量方法 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 40 s
Description: 学习基于范德华异质外延技术在白云母基底上制备柔性锆钛酸铅薄膜的方法。该方案通过脉冲激光沉积实现高质量铁电存储元件的可控制备与性能表征。

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本工作得到国家自然科学基金（项目编号：11402221 和 11502224）、强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室（SKLIPR1513）以及湖南省重点研发计划（编号：2016WK2014）的支持。

1. 制备柔性PZT薄膜
<ol>
	<li>用剪刀从云母片上裁剪出一块 1 cm × 1 cm 的云母基底。</li>
	<li>使用双面胶带将这块 1 cm × 1 cm 的云母基底固定在桌面上。</li>
	<li>使用镊子逐层剥离云母，直至达到所需厚度（50 µm），用千分尺测量确认。</li>
	<li>使用一薄层银漆将新解理的云母基底粘附在5英寸的基底 holder 上，并在热板上于120 °C下固化10分钟，以牢固固定云母基底。</li>
	<li>将脉冲激光沉积（Pulsed Laser Deposition, PLD）衬底支架放入PLD腔室中。</li>
	<li>选择重复频率（例如，10 Hz）和激光能量（例如，300 mJ。</li>
	<li>将聚焦透镜移至设定位置。</li>
	<li>打开快门，沉积5 nm的CoFe2O4 （CFO）[激光能量：300 mJ，氧气压强：50 mTorr，样品温度：590 °C，沉积时间：5 min] 薄膜作为缓冲层，通过触发激光实现图1).</li>
	<li>沉积一层20–80 nm的SrRuO3 （SRO）[激光能量：300 mJ，氧气压强：100 mTorr，样品温度：680 °C，沉积时间：10–30 分钟] 在CFO缓冲层上作为底电极，用于后续通过激光触发进行的电学性能测试图1).</li>
	<li>在SRO底电极上通过触发激光沉积一层150 nm的PZT薄膜［激光能量：300 mJ，氧气压强：100 mTorr，样品温度：650 °C，沉积时间：60 min］图1).</li>
	<li>使用 N 释放腔室压力2 并移除PZT/云母样品（图2当温度达到室温时。</li>
	<li>将样品置于一块玻璃上。</li>
	<li>将一个预先设计好的、直径为200 µm的网格置于样品表面。固定好网格，然后将网格-样品放入溅射腔室中。</li>
	<li>采用直流溅射（10 mA，8 mbar，6 分钟）在薄膜上沉积 Pt 顶电极。溅射完成后取出样品。</li>
	<li>使用刀片或20%氢氟酸去除一块1 mm × 1 mm的PZT区域，以暴露底部的SRO电极，并形成多个小型柔性铁电电容器。 
	注意：以SRO作为底电极生长，然后通过直流溅射在薄膜的电极上沉积Pt，形成多个小型电容器，用于测量PZT薄膜的电子特性，如图所示 图3.</li>
	<li>在暴露的SRO上涂覆一层导电银，以提高底部SRO电极的电导率。确保导电银与暴露的SRO接触良好。</li>
</ol>
2. 铁电性能表征
<ol>
	<li>弯曲测试
	<ol>
		<li>在柔性样品的背面粘贴一张与样品尺寸相同的纸片，以便于将样品从一个阶段转移到另一个阶段。</li>
		<li>将PZT/云母样品放置在铁电测试系统和半导体器件分析仪的测试板上。</li>
		<li>将铁电测试系统和半导体器件分析仪的一个测量探针置于Pt顶电极上，另一个探针置于银-SRO层上，在样品未弯曲状态下获取极化-电场（P-E）滞回曲线和电容-电场（C-E）曲线。
		<ol>
			<li>使用两个探针在2 kHz频率和4 V条件下测量P-E滞回曲线；在1 MHz频率和4 V条件下测量C-E曲线。测量完成后取下未弯曲的样品。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>使用双面胶带将柔性PZT/云母薄膜固定在所需模具上。注意避免在测量过程中云母发生滑动或位移。</li>
		<li>将其安装到铁电测试系统和半导体器件分析仪的测试板上。</li>
		<li>将一个探针置于Pt顶电极上，另一个探针通过银涂层接触底部SRO电极，配置方式与之前相同（步骤2.1.3）。</li>
		<li>在不同拉伸和压缩弯曲半径下测量P-E滞回曲线和C-E曲线（图4）。
		<ol>
			<li>使用两个探针在2 kHz频率和4 V条件下测量P-E滞回曲线；在1 MHz频率和4 V条件下测量C-E曲线。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>完成P-E和C-E测量后，取下柔性PZT样品。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>热稳定性测试
	<ol>
		<li>将PZT/云母样品放置在铁电测试系统和半导体器件分析仪的测试板上。</li>
		<li>将一个测量探针置于Pt顶电极上，另一个测量探针置于银-SRO层上。</li>
		<li>开启温控系统对样品进行加热。</li>
		<li>在不同温度下（25 °C、50 °C、75 °C、100 °C、125 °C、150 °C、175 °C）进行P-E和C-E测量。</li>
		<li>测量完成后关闭加热装置。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>弯曲循环耐久性测试
	<ol>
		<li>将柔性PZT/云母样品安装至该装置的两个凹槽中。</li>
		<li>固定样品一端，通过电机驱动另一端实现弯曲。</li>
		<li>在开始8 mm弯曲过程前，使用直尺测量PZT/云母沿电机运动（弯曲）方向的长度（图5）。</li>
		<li>根据公式C=L-2Rsin(L/2R)计算使样品弯曲5 mm所需的电机移动长度C，其中L为PZT/云母在未弯曲状态下的长度，R为弯曲半径，C为电机移动长度。</li>
		<li>在计算机中设置弯曲循环次数（1000次）（图6）。</li>
		<li>点击“开始”按钮（图6）启动电机往复运动。</li>
		<li>测试结束后取下样品并测量P-E曲线，以检查铁电性能是否保持。</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>

作者声明无竞争性财务利益。

铁电元件制备的关键步骤在于使用洁净且平整的基底表面。尽管新解理的云母表面在原子级别上是光滑的，但仍需注意防止表面出现明显的碎裂、分层、裂纹和夹杂物。 等等。 在沉积PZT层后，样品在高氧压（200–500 Torr）条件下冷却，以减少氧空位。 离体 通过预定义的网格沉积顶部铂电极，形成多个Pt/PZT/SRO电容器单元。为进行弯曲测试，将样品粘附于一张尺寸相似的纸片上，以便在不同模具之间便捷转移样品。用于在压缩或拉伸状态下对样品施加机械应变的模具由3D打印机打印而成。在循环测试过程中，样品两端被牢固固定，以防止云母层发生滑动。
然而，脉冲激光沉积（PLD）技术本身存在均匀区域较小的问题，限制了其在大规模生产中的应用。选择无裂纹的云母片也十分耗时。云母无法被拉伸或压缩，因此在其上生长的器件同样无法实现拉伸或压缩。许多在云母上生长的材料需要缓冲层才能获得高质量的薄膜，这增加了制备工艺的复杂性。这些固有问题限制了柔性器件的发展。因此，有必要深入理解范德华外延过程中成核与生长的机制，以及范德华异质界面间电子耦合的行为，以克服上述挑战。
<p cl...

成功制备柔性非易失性存储元件（NVME）在充分发挥柔性电子器件潜力方面起着关键作用。除了数据存储、信息处理和通信功能外，NVME还应具备重量轻、成本低、功耗低、速度快和高存储密度等特性。钙钛矿材料Pb(Zr,Ti)O3（PZT）因其具有较大的极化强度、快速的极化翻转能力、高居里温度、低矫顽场和高压电系数，成为此类应用中的热门体系。在铁电非易失性存储器中，外加电压脉冲可使剩余极化在两个稳定方向之间切换，分别代表“0”和“1”。该器件具有非易失性，且写入/读取过程可在纳秒内完成。基于有机1,2,3,4,5,6和无机7,8,9,10,11,12,13,14,15铁电材料的NVME已在柔性基底上开展研究。然而，此类集成受到基底无法承受高温生长工艺的限制，同时也因表面粗糙导致器件性能下降、漏电流增加以及电学短路等问题。尽管已有令人鼓舞的结果，但诸如减薄基底8或将外延层转移至柔性基底15等替代策略，由于涉及复杂的多步工艺、转移过程的不可预测性以及适用范围有限，其可行性仍受到制约。
基于上述原因，探索一种合适的衬底至关重要，该衬底需能够克服柔性衬底在热稳定性和操作稳定性方面的局限性，从而进一步推动柔性电子器件的发展。天然的白云母云母（KAl2(AlSi3O10)(OH)2）具有原子级平整的表面、高热稳定性、化学惰性、高透明度、机械柔韧性以及与现有制备工艺良好的兼容性等独特特性，可有效应对这些问题。更重要的是，单斜晶系云母的二维层状结构支持范德华外延生长，能够缓解晶格匹配和热匹配条件，从而显著抑制衬底夹持效应。近年来，这些优势已被用于在白云母上直接生长功能氧化物16,17,18,19,20,21,22,23，以满足柔性器件应用的需求。
本文介绍了一种在白云母云母上直接生长外延且柔性的锆钛酸铅（PZT）薄膜的实验方案。该方法通过脉冲激光沉积工艺实现，利用云母的多功能特性，形成范德华异质外延结构。所制备的结构保留了在刚性单晶衬底上外延PZT的全部优异性能，并表现出优异的热稳定性和机械稳定性。这种简单且可靠的方法相较于多步转移和衬底减薄策略具有技术优势，有助于推动高性能下一代智能器件所亟需的柔性单晶非易失性存储元件的发展。

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;设备&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>加热板</td><td>Polish</td><td>P-20</td><td></td></tr><tr><td>脉冲激光沉积系统（PLD系统）</td><td>PVD products</td><td>PLD 5000</td><td></td></tr><tr><td>铁电测试系统&amp;nbsp;</td><td>Radiant Technologies Precisions workstations&amp;nbsp;</td><td>RT66A</td><td></td></tr><tr><td>半导体器件分析仪&amp;nbsp;</td><td>Agilent&amp;nbsp;</td><td>B1500A</td><td></td></tr><tr><td>弯曲模具</td><td>自制</td><td></td><td>由聚四氟乙烯材料加工而成</td></tr><tr><td>弯曲平台</td><td>自制</td><td></td><td>与Labview接口连接的装置，可提供精确位移，最小可达1微米</td></tr><tr><td>溅射系统</td><td>Beijing&amp;nbsp;Elaborate</td><td>ETD-3000</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;材料&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mica(001) 薄片</td><td>Nilaco corporation&amp;nbsp;</td><td>990066</td><td></td></tr><tr><td>导电银漆</td><td>Ted Pella, INC</td><td>No.16033</td><td></td></tr><tr><td>CoFe&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; 靶材</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SrRuO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 靶材</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PbZr&lt;sub&gt;0.2&lt;/sub&gt;Ti&lt;sub&gt;0.8&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3 &lt;/sub&gt;靶材</td><td>Kurt J.Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pt 靶材</td><td>Hefei Ke jing</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

基于范德华异质外延的柔性铁电元件制备与测量方法

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

柔性非易失性存储器因其适用于未来的便携式智能电子设备，并具备高密度数据存储和低功耗的特性而受到广泛关注。然而，基于高质量氧化物的非易失性存储器在柔性基底上的应用常常受限于材料特性以及不可避免的高温制备工艺。本文提出了一种直接在天然云母基底上外延生长兼具柔性与铁电性能的锆钛酸铅存储单元的方案。该方法结合多功能沉积技术与测量手段，能够制备出兼具柔性和单晶特性的非易失性存储元件，为下一代智能器件的开发提供了关键基础。

如步骤1所述，采用脉冲激光沉积技术在云母上沉积了外延PZT/SRO/CFO薄膜。图1展示了生长示意图，图2展示了基于PZT的实际柔性非易失性存储器元件。

机械稳定性是柔性器件应用中的关键因素。在拉伸和压缩弯曲条件下，评估了该异质结构在宏观尺度下的铁电性能对机械弯曲的耐受性。 图7a 和 7b 展示PZT电容器在不同压缩和拉伸弯曲半径（R）下的P-E和C-E滞后回线。 图7c 显示恒定的 P饱和，Pr，Ec 以及在不同弯曲半径下实验误差范围内的电容值。由 <img alt="静力平衡方程 S = (tL ...

本文介绍了一种在绢云母云母上直接生长外延且柔性的锆钛酸铅存储元件的方案。

柔性非易失性存储器因其在未来便携式智能电子设备中的应用前景而受到广泛关注，依赖于……

基于范德华异质外延的柔性铁电元件制备与测量方法。引言。柔性PZT薄膜的制备。使用剪刀从云母片上裁剪出一厘米见方的云母基底。使用双面胶带将一块一厘米见方的云母基底固定在桌面上。用镊子逐层剥离云母，直至达到用千分尺测量所需的厚度。将新解理的云母基底用一层薄银漆粘附到一个五英寸的基底托上，并在加热板上于120°C下固化10分钟，以牢固地将云母固定在基底上。将PLD基底架放入PLD腔室中。选择重复频率和激光能量。将聚焦透镜移至设定位置。打开快门，通过触发激光在缓冲层上沉积一层5毫米的CFO薄膜。通过触发激光，在SAFO缓冲层上沉积20至18毫米的SRO作为底电极，用于后续电学性能测试。通过触发激光，在SRO底电极上方沉积一层115毫米的PZT薄膜。当温度降至室温时，通过导管释放腔室压力，并取下云母基底上的PZT样品。将样品置于一片玻璃上，在样品表面放置一个预先设计好的、直径为200微米的网格。固定好网格样品，并将网格样品放入溅射腔室。采用CD溅射在薄膜上沉积铂顶电极。溅射完成后取出样品。使用刀片或20%氢氟酸去除约一毫米乘一毫米的PZT部分，以暴露底部SRO电极并形成多个小型柔性铁电电容器。在暴露的SRO上涂覆一层导电银，以提高底部SRO电极的电导率。确保导电银胶能够接触到暴露的 SRO。铁电性能表征弯曲测试。在柔性样品的背面粘贴一张与样品尺寸相同的纸片，以便于将样品从一个载台转移到另一个载台。将PZT omega置于半导体器件分析仪的铁电测试系统测试载具上。将铁电测试系统和半导体器件分析仪的一个测量探针置于铂金顶电极上，另一个测量探针置于银掺杂SRO层上，以在样品未弯曲时获得极化电场滞后回线和电容器电场曲线。使用这两个探针在2 kHz频率和4 W功率下测量P滞后回线。使用两个探针在 1 兆赫频率下测量 CE 曲线，并施加 4 瓦特功率。移除环境样品。使用双面胶带将柔性 PZT 或云母薄膜固定在禁用模式下。在测量过程中需注意避免云母发生滑动或移位。将其安装在铁电测试仪系统和半导体器件分析仪的测试板上。将一个探针置于铂金上电极，另一个探针则通过银漆与底部的SRO电极接触，连接方式与之前使用的配置类似。在不同的拉伸和压缩弯曲半径下测量 P-电滞回线和 CE 曲线。使用两个探针在 2 千赫兹频率下测量 P-电滞回线，并施加 4 瓦特功率。使用两个探针在 1 兆赫兹频率下测量 CE 曲线，并施加 4 瓦特功率。完成压电（PE）和介电（CE）测量后，取下柔性的PZT样品。铁电性能表征热稳定性。将PZT或云母放置在铁电测试仪系统和半导体器件分析仪的测试载物台上。将一个测量探针置于铂顶电极上，另一个测量探针置于SrO层上。开启温度控制系统以加热样品。在不同温度下进行PE和CE测量。测量完成后关闭加热组件。铁电性能表征弯曲耐久性测试。将柔性 PZT 或云母安装到该装置的两个凹槽中。

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工程

基于范德华 Heteroepitaxy 的柔性铁电元件制备及测量方法

我们介绍了利用脉冲激光沉积（PLD）、光刻和引线键合技术制备微米尺度复杂氧化物器件的方法。采用脉冲激光沉积技术生长外延薄膜，结合光刻和引线键合技术，用于制备可用于测量的实用器件。...

空间受限复杂氧化物的制备

我们介绍了通过低温化学气相沉积法（CVD）合成有机基反铁磁体四氰基乙烯钒（V[TCNE]x，x~2）的方法。该优化后的制备方案使居里温度从400 K提升至600...

有机磁体四氰基乙烯钒的化学气相沉积

我们描述了将新型材料剥离并沉积到衬底上形成微米尺度薄片的方法、用于输运实验的实验器件结构的制备，以及在干式氦闭循环低温恒温器中进行磁输运测量的技术，测量温度可低至0.300 K，磁场强度可达12...

新型材料低温磁输运测量的先进实验方法

本研究详细阐述了通过原子层沉积法在锗衬底上直接生长和表征结晶态 SrTiO3...

通过原子层沉积在锗上外延生长钙钛矿型钛酸锶

本方案描述了一种基于溶液法的高性能柔性透明电极制备策略，该电极具有完全嵌入式厚金属网格结构。通过该工艺制备的柔性透明电极表现出目前已报道中最高的性能之一，包括极低的方块电阻、高光学透过率、弯曲条件下的机械稳定性、强基底附着力、表面平滑性以及环境稳定性。...

可扩展的溶液法加工嵌入式金属网格高性能柔性透明电极制备策略

本文旨在介绍一种标准且可靠的制备工艺，用于未来低维纳米电子器件的开发。...

一种制备二维纳米电子器件的标准且可靠的方法

高质量肖特基接触的实现对于异质结构场效应晶体管（HFETs）中实现高效栅极调制至关重要。本文介绍了在等离子体辅助分子束外延法于GaN模板上生长的Zn极性BeMgZnO/ZnO异质结构上制备的高密度二维电子气（2DEG）肖特基二极管的制备方法及其特性。...

采用等离子体辅助分子束外延法生长的Zn极性BeMgZnO/ZnO异质结构上肖特基二极管的制备

在本研究中，我们描述了一种通过堆叠超薄层状二维材料来制备新型晶体（范德华异质结构）的技术，该技术可精确控制材料的位置和相对取向。...

精确旋转对准的范德华异质结构的制备

关键词：范德华异质结构，二维材料，转移堆叠，角度对准，纳米制造，材料科学，凝聚态物理

本研究提供了一种基于绝缘体上硅（SOI）技术衬底的纳米结构α-石英悬臂梁微加工的详细方案，该方案始于采用浸涂法进行石英薄膜的外延生长，随后通过纳米压印光刻技术对薄膜进行纳米结构化处理。...

硅基外延纳米结构α-石英薄膜：从材料到新型器件

本研究提出一种无残留物的制备方法，用于制备二维材料的单层薄片，并仅通过范德华相互作用将其组装成复杂的异质结构。该技术无需使用外部物质或特定实验条件，可通过自下而上、自上而下以及模块化堆叠的方式实现复杂异质结构的组装。...

二维材料范德华异质结构的无残留制备

我们介绍一种可重复的应变调控压电反射谱学实验方案，该方案采用锁相检测技术测量转移至压电陶瓷上的范德华晶体的ΔR/R，并通过ΔR/R光谱结合Aspnes公式的三阶导数拟合，实现对直接光学跃迁的表征。...

范德华层状晶体中光学跃迁的压电反射光谱学

学习基于范德华异质外延技术在白云母基底上制备柔性锆钛酸铅薄膜的方法。该方案通过脉冲激光沉积实现高质量铁电存储元件的可控制备与性能表征。

基于范德华异质外延的柔性铁电元件制备与测量方法

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