使用技术集成表轴LiNbO₃薄膜

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 薄膜技术 薄膜技术

背景情况:

• 开发无压电薄膜对于下一代电信 (5G/6G) 和微型设备至关重要.
• 现有的基材料如PbZr{1-x) Ti{x) O3面临环境和性能限制.
• (Si) 兼容性对于将先进的压电材料集成到微电子中至关重要.

研究的目的:

• 为了证明酸 (LiNbO3) 薄膜在基板上的表轴生长.
• 研究LiNbO3,SrTiO3和Si之间的界面稳定性和化学相互作用.
• 评估这些无薄膜在高频应用中的压电性能和潜力.

主要方法:

• 直接注入液体的化学蒸汽沉积 (DLICVD) 用于LiNbO3膜的生长.
• 分子束表层 (MBE) 用于表层 SrTiO3 缓冲层沉积.
• 用于界面分析的实验研究和热力学计算.
• 压电力显微镜 (PFM) 用于压电的确认.

主要成果:

• 36°Y-X和30°X-Y LiNbO3膜在Si上通过SrTiO3缓冲层的成功表轴生长.
• 为纯粹的36°Y-X方向生长提供了优化的条件.
• 在36°Y-X LiNbO3/SrTiO3/Si薄膜中确认了压电性,并实现了铁电域反转.
• 理论计算预测,在批量声波激发过程中,电机械合率为24.4%.

结论:

• 在Si上的Epitaxial LiNbO3薄膜是用于压电应用的有希望的无替代品.
• 这些薄膜提供了与基材料相比较的高电机 coupling.
• 展示的集成适用于先进的电信过器,执行器和能源收获器.