The invention discloses a PFM-based nanodomain processing and imaging method for lithium niobate films. First, the surface of the lithium niobate films is scanned by a conductive probe applying a first AC voltage; secondly, the scanned lithium niobate films are processed by a conductive probe applying a first DC voltage; and finally, the second AC voltage is applied. The second DC voltage is applied to the surface of the lithium niobate film as well as the nano domain structure imaging of the domain processed lithium niobate film by a voltage conductive probe. The effect of the invention is that applying alternating current to the lithium niobate nanodomain before processing can improve the formation probability of the lithium niobate nanodomain, thereby increasing the capacity of the lithium niobate nanoferroelectric memory, and applying direct current while imaging the lithium niobate nanodomain can significantly improve the imaging resolution of the lithium niobate nanodomain structure to verify. The inversion of lithium niobate nanodomains and the determination of the size of nanodomains are also presented.
【技术实现步骤摘要】
基于PFM的铌酸锂纳米畴加工及成像方法
本专利技术涉及一种铁电材料的处理方法,具体涉及铌酸锂纳米畴的成像方法。
技术介绍
铌酸锂晶体是一种集铁电、压电、热释电、非线性、电光、光弹、光折变等性能于一体的多功能材料,不仅具有良好的热稳定性和化学稳定性,而且易于加工,成本低。在铁电存储器、热释电红外探测器、电光开关、激光调制器、光参量振荡器、集成光学元件等方面获得了广泛的应用。自发极化是铁电材料固有的性质。当外加电场为零时,在铁电体上仍然保留剩余极化强度Pr。铁电存储器就是利用两个稳定的极化状态,正,负Pr编码为1或0达到存储信息的目的。随着铁电存储器向着小型化和集成化方向发展,存储性能需要满足存储密度高、存储单元面积小、抗疲劳能力强、工艺相对简单和工艺污染少等特点。极化方向相同的小区域称为铁电畴,畴尺寸直接影响铁电存储器的存储密度。畴尺寸由亚微米尺寸向纳米尺寸转变,将会使存储密度增大,单位存储节点增多,存储容量增大。传统的外电场极化法很难得到纳米畴结构。利用压电响应力显微镜(PiezoresponseForceMicroscope,PFM)可以对纳米畴结构进行加工和成像。PFM纳米畴加工基本原理是将设计好的纳米畴结构图案导入系统,系统驱使PFM导电探针按纳米畴结构图案在铁电样品表面扫描,在扫描的同时对导电探针针尖上施加一个大于样品矫顽场(铁电畴的反转电压)的直流电压,实现极化反转,加工得到所需的纳米畴结构。纳米畴结构成像基本原理是在已经加工完纳米畴结构图案的铁电样品表面上进行扫描,在扫描的同时施加交流电压于导电探针上,使样品在压电效应下产生形变振动,通过锁相放 ...
【技术保护点】
1.一种基于PFM的铌酸锂纳米畴加工及成像方法,其特征在于按以下步骤进行:步骤一、利用施加第一交流电压的导电探针扫描铌酸锂薄膜表面,第一交流电压的电压值小于铌酸锂铁电畴的反转电压值;所述铌酸锂薄膜为沿c轴晶轴单向极化的铌酸锂单晶薄膜;步骤二、利用施加第一直流电压的导电探针对扫描后的所述铌酸锂薄膜进行纳米畴加工,第一直流电压的电压值大于等于铌酸锂铁电畴的反转电压值;步骤三、利用施加第二交流电压的导电探针对畴加工后的铌酸锂薄膜进行纳米畴结构成像,施加第二交流电压的同时向所述铌酸锂薄膜表面施加第二直流电压;第二直流电压的电压值小于铌酸锂铁电畴的反转电压值。
【技术特征摘要】
1.一种基于PFM的铌酸锂纳米畴加工及成像方法,其特征在于按以下步骤进行:步骤一、利用施加第一交流电压的导电探针扫描铌酸锂薄膜表面,第一交流电压的电压值小于铌酸锂铁电畴的反转电压值;所述铌酸锂薄膜为沿c轴晶轴单向极化的铌酸锂单晶薄膜;步骤二、利用施加第一直流电压的导电探针对扫描后的所述铌酸锂薄膜进行纳米畴加工,第一直流电压的电压值大于等于铌酸锂铁电畴的反转电压值;步骤三、利用施加第二交流电压的导电探针对畴加工后的铌酸锂薄膜进行纳米畴结构...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘晓燕,吕思宜,贾碧,
申请(专利权)人:重庆科技学院,深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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