通过BaTiO₃的简单向量基板平台的膜转移使得在上高质量解决方案处理的Epitaxial PZT成为可能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 薄膜Epitaxy是一种薄膜.
• 铁电氧化物整合 铁电氧化物整合

背景情况:

• 铁电氧化物与的直接集成受到格子不匹配和热不相容的阻碍.
• 通常需要高温的表轴生长方法,限制了基质选择和加工条件.

研究的目的:

• 开发一种混合集成方法,用于上的高性能铁电薄膜.
• 为了利用晶体氧化物膜作为载体基质用于表层增长.
• 克服直接集成的局限性,并使任意基板上的功能性氧化物集成成为可能.

主要方法:

• 这是一种混合方法,涉及将晶体BaTiO3 (BTO) 膜转移到Pt涂层Si基板上.
• 使用转移的BTO作为载体基板 (VS) 用于化学溶液沉积 (CSD) 的Pb(Zr0.52Ti0.48) O3 (PZT) 薄膜.
• 使用快速的KI + HCl蚀刻剂,有效地去除牺牲层 (≈30分钟).

主要成果:

• 成功生长的表层 (001) PZT薄膜具有主导的外平面取向和立方体对立方体表层.
• 获得的铁电性质:残余极化 (Pr) ≈ 10-12 μC cm−2,强制场 (Ec) ≈ 100 kV cm−1,稳定到 108 个周期.
• 提取的有效压电系数 (d33有效) ≈70分钟V-1对于BTO VS上的PZT,高于传统Pt-Si上的PZT (≈54分钟V-1).

结论:

• 使用BTO膜作为载体基板的混合集成方法使得上高质量的表轴铁电薄膜成为可能.
• 与传统方法相比,这种方法显著减少了牺牲层去除的处理时间.
• 建立了转移晶体氧化物的通路,并将其作为载体基板用于表轴集成.