研究目的
开发无需退火工艺、采用交叉堆叠氧化物/金属/氧化物电极层的高度柔性透明忆阻器件,用于柔性透明非易失性存储器应用。
研究成果
使用交叉堆叠的ZAZ和AAA透明导电电极(TCEs)在PET基底上制备的FT-ReRAM器件展现出高透光率、大开关比、长保持时间以及优异的机械柔韧性(经多次弯折后仍保持良好性能)。通过TEM和SIMS分析确定了其开关机制:基于ZAZ的器件涉及氧空位,而基于AAA的器件则涉及银离子扩散。该方法新颖且极具前景,有望推动未来柔性透明电子器件的发展。
研究不足
经过300次循环后,器件在开关比方面出现轻微下降,可能是由焦耳热效应所致。该研究仅限于特定材料(氧化锌和氧化铝),若无进一步探究,可能无法推广至其他氧化物或氮化物。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过室温射频磁控溅射技术在柔性PET衬底上制备了交叉堆叠DMD结构(如ZnO/Ag/ZnO和Al2O3/Ag/Al2O3)的FT-ReRAM器件。设计原理是将透明导电电极和阻变功能集成于单一结构且无需热退火处理。
2:样品选择与数据来源:
样品制备于石英和PET衬底,采用光刻工艺制作特定线宽的交叉阵列。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统、光刻工具(如掩模对准器MJB4)、透射电镜(FE-TEM XFEG Titan)、二次离子质谱(ION TOF)、紫外-可见分光光度计(珀金埃尔默Lambda 35)、四探针仪(CMT-SR1000N)和聚焦离子束(QUAMTA 200 3D)。材料包含HMDS、光刻胶(DNR-L300-40)、显影液(AZ 300 MIF)、ZnO、Al2O3、Ag及PET衬底。
4:4)、透射电镜(FE-TEM XFEG Titan)、二次离子质谱(ION TOF)、紫外-可见分光光度计(珀金埃尔默Lambda 35)、四探针仪(CMT-SR1000N)和聚焦离子束(QUAMTA 200 3D)。材料包含HMDS、光刻胶(DNR-L300-40)、显影液(AZ 300 MIF)、ZnO、Al2OAg及PET衬底。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过旋涂HMDS和光刻胶、紫外曝光掩模、显影、射频溅射沉积DMD层、丙酮剥离等工艺循环构建交叉阵列,进行电学与光学表征(包括I-V测试、耐久性测试、保持力测试及弯曲测试),并采用TEM和SIMS分析切换机制。
5:数据分析方法:
利用log I-log V曲线识别传导机制(欧姆定律、Child定律),对耐久性与保持力进行统计分析,结合TEM与SIMS结果进行解读。
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UV/visible spectrometer
Lambda 35
Perkin Elmer
Measurement of optical transmittance
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RF magnetron sputtering system
Deposition of ZnO, Al2O3, and Ag layers
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Mask aligner
MJB4
UV exposure for photolithography
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TEM
XFEG Titan
High-resolution imaging and analysis
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SIMS
ION TOF
Secondary ion mass spectroscopy analysis
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Four-point probe
CMT-SR1000N
Advanced Instrument Technology
Measurement of sheet resistance
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Focused ion beam
QUAMTA 200 3D
Sample preparation for TEM
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