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柔性弯曲BaTiO3薄膜及其阻变存储器设计(4)

时间:2024-05-19 08:26来源:95426
4、静电/电子机制,介质材料中存在一些杂质、缺陷态,这些处于禁带中的杂质能级和缺陷能级被电子占据和没有被电子占据的情况下,会影响薄膜中电子

4、静电/电子机制,介质材料中存在一些杂质、缺陷态,这些处于禁带中的杂质能级和缺陷能级被电子占据和没有被电子占据的情况下,会影响薄膜中电子的传输能力,从而导致电阻发生变化。目前这类与材料的电荷陷阱相关的电阻转变模型主要包括陷阱控制的空间电荷限制传输模型(trap-controlled-SCLC)、Frenkel-Poole发射模型和SV模型。

1.3有关柔性可弯曲器件的研究

随着柔性电子器件的兴起,研究人员需要对其包括力学性能分析、结构设计、制造工艺、集成工艺和新材料研发等在内的多个领域进行探索,以保证这些器件在承受大应力的伸缩、弯曲、折叠时依然可以保持良好性能。用于电路制造的最重要的三种材料是金属、半导体和绝缘体。电学性能作为决定电子设备性能的关键,电学性能丰富的材料通常会被用作开发可弯曲、伸缩器件。金属氧化物可同时表现出金属性、介电性和半导体材料的性质,因此在过去十几年里一直饱受关注。尤其是宽禁带的金属氧化物柔,它在透明度表现上要优于无机和有机材料,有利于透明大屏幕的电子器件的制造[4]。

1.3.1柔性可弯曲设备的力学性能

有些设备仅需要承受低应变而无需被拉伸,如连接到墙壁的大面积的表面弯曲的太阳能电池板,这类器件只要求能够在合理范围内弯曲,所以不需要特殊的架构设计。另外还有一些器件,如检测身体中的关节的这类器件,除了弯曲它还要承受拉伸应力的作用,这就需要有特殊的电路设计。最初,对电路力学性能研究主要集中在可弯曲器件,后来逐渐扩展到可伸缩器件领域。Rogers等人以Si基器件为测试对象,对用无机材料制造的的电路的弯曲和拉伸力学性能做了很多研究并获得了诸多成果。他们所获得的原理可以进一步扩展到其余任何无机材料[5-16]。

对不同厚度的无机材料对应的应变能力、断裂情况、粘附性、与沉积层中其他材料的兼容情况以及弯曲时的应力分布的研究是研究柔性器件的基础。对于任何材料,我们都希望获得一个可弯曲而不断裂的最小厚度。简单的结构中,通过基板的厚度与两倍弯曲半径的比值可以大概估计材料的应变值。在Rogers团队的研究中,他们利用扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscopy,SEM)对不同厚度的Si带进行了原位弯曲试验。先是使用图案化和反应离子刻蚀(Reactive-ionEtching,RIE)工艺在硅晶绝缘体(Si-on-insulator,SOI)上产生Si带,随后用稀释的氢氟酸溶液将绝缘层SiO2溶解。最后将Si带从母基板上剥离并放置在用环氧树脂涂敷的PET基板上。Si带的宽度为20μm,长度为500μm,厚度hs分别为0.1μm,0.7μm,2.5μm和10μm,使用不同的弯曲半径对其进行测试。图1-3是3个样品在弯曲试验下的示意图。使用SEM分别测量初始的长度L和弯曲后的长度dL,以此计算弯曲半径

Rnom。再根据公式εnom=h 柔性弯曲BaTiO3薄膜及其阻变存储器设计(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_203904.html

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