一种叉指型电极压电纤维复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN106206933A

    公开(公告)日:2016-12-07

    申请号:CN201610565714.6

    申请日:2016-07-18

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: H01L41/37

    Abstract: 本发明公开一种叉指型电极压电纤维复合材料的制备方法,采用切割法切割PZT压电陶瓷块体,制得压电陶瓷纤维阵列;以多巴胺修饰的铁电颗粒掺杂的改性聚合物为基体相填充至压电陶瓷纤维阵列中并固化、复合得到压电相层;再以所述改性聚合物为粘合剂在所述的压电相层上、下两面分别与叉指状电极粘连、复合;随后再经固化、极化处理制得所述的叉指型电极压电纤维复合材料;其中,所述的铁电颗粒为钛酸钡、钛酸铅-铌镁酸铅、铁酸铋中的至少一种;所述的改性聚合物的固化产物中,铁电颗粒的掺杂体积百分数为0.5~2.5%;所述的叉指型电极压电纤维复合材料中,压电陶瓷纤维的体积分数为75~80%。本发明还可通过调控铁电颗粒的掺杂的体积分数控制制得的材料的极化电场。

    一种无顶电极夹持HfO2基薄膜材料的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN114836716A

    公开(公告)日:2022-08-02

    申请号:CN202210292866.9

    申请日:2022-03-23

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无顶电极夹持HfO2基薄膜材料的制备方法及应用,制备步骤如下:以Si为基底,采用标准的RCA工艺对其进行表面清洁;采用直流磁控溅射方法在Si底上溅射一层金属Ti层;将Ti/Si置入原子层沉积ALD系统中,进行HfO2基薄膜的沉积;将沉积完的HfO2基薄膜/Ti/Si进行退火;退火完成后,再将HfO2基薄膜/Ti/Si放入磁控溅射里,采用掩模版进行顶电极溅射,得到无顶电极夹持HfO2基薄膜材料。通过本发明方法既可以消弱顶电极对薄膜铁电性的决定性作用,同时也能保证HfO2基薄膜材料具有强铁电性和稳定性,又可以避开FeFET制备过程当中顶电极刻蚀这一过程,保障干净的界面质量,并实现工艺的简单化和低成本化。

    一种HfO2基薄膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN118109815A

    公开(公告)日:2024-05-31

    申请号:CN202410545489.4

    申请日:2024-05-06

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 张斗 刘磊 陈海燕

    Abstract: 本发明涉及一种HfO2基薄膜及其制备方法,包括基底,所述基底上设有金属W层,所述金属W层上覆盖有Hf0.5Zr0.5O2薄膜,所述Hf0.5Zr0.5O2薄膜上覆盖有ZrO2薄膜。其制备方法包括如下步骤:在基底上沉积金属W层;再在金属W层上沉积Hf0.5Zr0.5O2薄膜;然后在Hf0.5Zr0.5O2薄膜上沉积ZrO2薄膜,获得HfO2基无定形薄膜后,于保护气氛或真空条件下退火处理后,获得HfO2基薄膜成品。本发明有效解决了HfO2薄膜介电常数与剩余极化值相矛盾的问题。

    一种无顶电极夹持HfO2基薄膜材料的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN114836716B

    公开(公告)日:2023-01-24

    申请号:CN202210292866.9

    申请日:2022-03-23

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无顶电极夹持HfO2基薄膜材料的制备方法及应用,制备步骤如下:以Si为基底,采用标准的RCA工艺对其进行表面清洁;采用直流磁控溅射方法在Si底上溅射一层金属Ti层;将Ti/Si置入原子层沉积ALD系统中,进行HfO2基薄膜的沉积;将沉积完的HfO2基薄膜/Ti/Si进行退火;退火完成后,再将HfO2基薄膜/Ti/Si放入磁控溅射里,采用掩模版进行顶电极溅射,得到无顶电极夹持HfO2基薄膜材料。通过本发明方法既可以消弱顶电极对薄膜铁电性的决定性作用,同时也能保证HfO2基薄膜材料具有强铁电性和稳定性,又可以避开FeFET制备过程当中顶电极刻蚀这一过程,保障干净的界面质量,并实现工艺的简单化和低成本化。

    一种HZO/AO/HZO纳米叠层薄膜及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN113658941A

    公开(公告)日:2021-11-16

    申请号:CN202110724557.X

    申请日:2021-06-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种HZO/AO/HZO纳米叠层薄膜及其制备方法和应用,所述薄膜由HZO顶层、AO中层、HZO底层构成,其中HZO顶层由HfO2膜层与ZrO2膜层交替层叠组成,AO中层为Al2O3膜层,HZO底层由HfO2膜层与ZrO2膜层交替层叠组成。本发明的技术方案使用HfO2层及ZrO2层交替沉积,通过纳米叠层结构引入界面以调控界面能来稳定物相,并有效阻碍“电树”的生长,避免击穿的发生。此外,界面还能减小电子注入深度并抑制局部相分解,从而最终提高疲劳性能。另一方面,引入介质层Al2O3促进180°畴的形成以降低内建电场,削弱电畴的固定取向程度,减小漏电流密度。本发明能够解决具有良好铁电性能的HZO/AO/HZO纳米叠层层薄膜的制备技术难题,可简单、可控地生产高质量的铁电薄膜。

    一种HfO2基薄膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN118109815B

    公开(公告)日:2024-07-23

    申请号:CN202410545489.4

    申请日:2024-05-06

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 张斗 刘磊 陈海燕

    Abstract: 本发明涉及一种HfO2基薄膜及其制备方法,包括基底,所述基底上设有金属W层,所述金属W层上覆盖有Hf0.5Zr0.5O2薄膜,所述Hf0.5Zr0.5O2薄膜上覆盖有ZrO2薄膜。其制备方法包括如下步骤:在基底上沉积金属W层;再在金属W层上沉积Hf0.5Zr0.5O2薄膜;然后在Hf0.5Zr0.5O2薄膜上沉积ZrO2薄膜,获得HfO2基无定形薄膜后,于保护气氛或真空条件下退火处理后,获得HfO2基薄膜成品。本发明有效解决了HfO2薄膜介电常数与剩余极化值相矛盾的问题。

    一种HfO2基铁电薄膜材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN111312898B

    公开(公告)日:2023-04-07

    申请号:CN202010134132.9

    申请日:2020-03-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种HfO2基铁电薄膜材料及其制备方法和应用,所述HfO2基铁电薄膜材料:从下至上,依次由薄膜衬底、TiN底电极、Al2O3薄膜、Hf0.5Zr0.5O2薄膜,TiN顶电极、Au电极组成;其制备方法为:于薄膜衬底之上采用磁控溅射沉积TiN底电极,然后于TiN底电极之上通过原子层沉积Al2O3薄膜,再于Al2O3薄膜之上通过原子层沉积Hf0.5Zr0.5O2薄膜,然后再于Hf0.5Zr0.5O2薄膜之上通过磁控溅射依次沉积TiN顶电极、Au电极,沉积完成后,退火即获得HfO2基铁电薄膜材料;本发明通过在TiN底电极以及HZO铁电薄膜之间引入Al2O3薄膜,通过界面极化,来提高薄膜的铁电性能;并降低薄膜内部的漏电流,提高可靠性。

    一种HfO2基铁电薄膜材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN111312898A

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN202010134132.9

    申请日:2020-03-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种HfO2基铁电薄膜材料及其制备方法和应用,所述HfO2基铁电薄膜材料:从下至上,依次由薄膜衬底、TiN底电极、Al2O3薄膜、Hf0.5Zr0.5O2薄膜,TiN顶电极、Au电极组成;其制备方法为:于薄膜衬底之上采用磁控溅射沉积TiN底电极,然后于TiN底电极之上通过原子层沉积Al2O3薄膜,再于Al2O3薄膜之上通过原子层沉积Hf0.5Zr0.5O2薄膜,然后再于Hf0.5Zr0.5O2薄膜之上通过磁控溅射依次沉积TiN顶电极、Au电极,沉积完成后,退火即获得HfO2基铁电薄膜材料;本发明通过在TiN底电极以及HZO铁电薄膜之间引入Al2O3薄膜,通过界面极化,来提高薄膜的铁电性能;并降低薄膜内部的漏电流,提高可靠性。

    一种叉指型电极压电纤维复合材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN106206933B

    公开(公告)日:2018-05-25

    申请号:CN201610565714.6

    申请日:2016-07-18

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开一种叉指型电极压电纤维复合材料的制备方法,采用切割法切割PZT压电陶瓷块体,制得压电陶瓷纤维阵列;以多巴胺修饰的铁电颗粒掺杂的改性聚合物为基体相填充至压电陶瓷纤维阵列中并固化、复合得到压电相层;再以所述改性聚合物为粘合剂在所述的压电相层上、下两面分别与叉指状电极粘连、复合;随后再经固化、极化处理制得所述的叉指型电极压电纤维复合材料;其中,所述的铁电颗粒为钛酸钡、钛酸铅‑铌镁酸铅、铁酸铋中的至少一种;所述的改性聚合物的固化产物中,铁电颗粒的掺杂体积百分数为0.5~2.5%;所述的叉指型电极压电纤维复合材料中,压电陶瓷纤维的体积分数为75~80%。本发明还可通过调控铁电颗粒的掺杂的体积分数控制制得的材料的极化电场。

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