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Advanced Electronic Materials:基于PbZr0.52Ti0.48O3薄膜的柔性非易失铁电存储单元
2019-10-09 15:36:23 | 【 【打印】【關閉】

  柔性電子器件由于其輕質便攜、智能可穿戴等突出特點可用于可卷曲電子顯示屏、智能傳感器、柔性存儲器和植入式生物醫療電子等領域。作爲集成電路的核心部件之一,非揮發性存儲器在數據存儲及處理方面發揮著不可替代的作用。其中,鐵電存儲器因具有讀寫速度快、功耗低、數據保持和耐久力好、尺寸小、器件結構簡單等優點已成爲當前功能材料領域的研究熱點。爲了滿足相關器件在小型化、集成化、輕量化和柔性化等方面的需求,研發高性能、低成本的柔性鐵電薄膜材料備受關注。現有的有機聚合物基材料雖然具有一定的伸展性和彎曲性,但其抗疲勞性較差,且不耐高溫,限制了其在高溫環境下的應用。無機氧化物薄膜通常具有更好的溫度穩定性和長期工作可靠性,但如何在不損壞其本身性能的基礎上實現良好的柔性彎曲仍然是研發過程中面臨的重要問題。

 

 

  濟南大學材料科學與工程學院楊長紅等人和澳大利亞伍倫貢大學程振祥針對這一問題進行了實驗探索:利用可彎曲、耐高溫的二維雲母基片制備了高性能的柔性PbZr0.52Ti0.48O3鐵電薄膜存儲單元。該研究中柔性PbZr0.52Ti0.48O3鐵電薄膜是通過化學溶液沈積技術結合旋塗工藝直接高溫生長在以Pt爲底電極的雲母基片上。所制備的薄膜優越的電學性能:剩余極化(Pr)可达30 μC cm?2, 在25-200 °C温度范围内能够正常工作,可承受109次极化翻转,更重要的是,该铁电存储单元在弯曲半径低至2 mm及在小半径重复弯曲103次後仍然可以很好地實現信息存儲功能,這爲將來在各種非平面環境中使用電子器件記錄數據和處理信息奠定了基礎。該研究由于是直接在柔性雲母基片上生長薄膜,避免了後續的轉移等工藝,極大地簡化了當前柔性鐵電薄膜的技術複雜性,在一定程度上降低了成本;同時制備的具有較好的機械靈活性,能夠在一定程度上適應不同的非平面工作環境,滿足設備在特殊條件下的形變要求。

  研究者相信,此項研究將會爲基于薄膜材料的柔性非揮發鐵電存儲器的研發提供一定的理論基礎與技術指導,進而促進柔性電子器件在可穿戴等智能領域的發展。相关论文在线发表在Advanced Electronic Materials (DOI: 10.1002/aelm.201900443)上。 

  文章來源:materialsviewschina

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