一种透明柔性氧化物铁电存储器制造技术

本发明专利技术公开了一种透明柔性氧化物铁电存储器。该透明柔性铁电存储器由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。本发明专利技术的铁电存储器，以层状钙钛矿氧化物铁电薄膜作为铁电功能层；其透光性好，波长超过400nm的可见光的透光率在80%以上；且柔性耐弯折，弯曲半径为1.4mm时，饱和极化强度和剩余极化强度接近于平整状态时的数值；耐高温性能优异，经450℃退火后，饱和极化强度和剩余极化强度无明显变化，在透明柔性铁电存储器中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种透明柔性氧化物铁电存储器
本专利技术属于非易失性铁电存储器领域，具体涉及一种透明柔性氧化物铁电存储器。
技术介绍
随着电子器件尺寸的不断缩小，集成度不断提高，传统的闪存已越来越不能满足人们的需求，于是出现了一些新型的存储器，如铁电存储器、阻变存储器、磁存储器和相变存储器等。铁电存储器由于具有非挥发性、低功耗、高读写次数、高存取速度、高密度存储、抗辐射、与集成电路(IC)工艺兼容等突出优点，而被公认为是下一代最具潜力的存储器之一。近年来，柔性器件和可穿戴电子产品逐渐受到市场的青睐，因而，越来越多的人投身于柔性可穿戴微型器件的研究，如美国伊利诺伊大学CananDagdeviren、JohnA.Rogers等人的文献：Conformalpiezoelectricsystemsforclinicalandexperimentalcharacterizationofsofttissuebiomechanics[J].Naturematerials,2015,14(7):728-736，报道了先在硬性衬底上制备20nm-Ti/300nm-Pt/500nm-Pb(Zr,Ti)O3/10nm-Cr/200nm-Au，再将铁电膜从硬性衬底上剥离出来，最后通过聚亚胺PI(Polyimide)封装，获得了柔性可弯曲的压电传感器。当前，有机铁电薄膜如PVDF和P(VDF-TrFE)由于具有柔性、自发极化强度高、极化稳定性强、极化翻转时间短等优点，在制备全透明或柔性铁电存储器领域受到了广泛关注，但其与衬底结合较差、读取速度慢、易极化疲劳且不耐高温，这些缺点严重限制了其在透明柔性铁电存储器中的应用。因此，既要兼顾有机铁电薄膜透明柔性耐弯折的特点，又要满足读取速度快、耐高温等特点，是当前透明柔性铁电存储器急需解决的问题。
技术实现思路
鉴于目前柔性电子器件存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种透明柔性氧化物铁电存储器，该存储器以层状钙钛矿氧化物铁电薄膜作为铁电功能层，并且具有透光率好、柔性耐弯折、耐高温等优点，易于满足透明柔性铁电存储器的要求。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种透明柔性氧化物铁电存储器，由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。优选的，云母基片为0.1μm～10μm厚的氟晶云母(AlF2O10Si33Mg)。优选的，掺杂ZnO透明电极为2wt％Al2O3掺杂的ZnO薄膜和5wt％Ga2O5掺杂的ZnO薄膜中的一种。优选的，氧化物铁电薄膜为Bi3.25La0.75Ti3O12、Bi3.15Nd0.85Ti3O12或SrBi2Ta2O9三种薄膜中的一种。优选的，ITO透明电极为质量比In2O3:SnO2＝9:1的ITO薄膜。与现有技术相比，本专利技术的优点是：(1)本专利技术制备的铁电存储器以层状钙钛矿氧化物铁电薄膜作为铁电功能层。(2)本专利技术制备的铁电存储器透光率良好，波长超过400nm的可见光的透光率在80％以上。(3)本专利技术制备的铁电存储器柔性耐弯折，弯曲半径为1.4mm时，饱和极化强度和剩余极化强度接近于平整状态时的数值。(4)本专利技术制备的铁电存储器耐高温性能优异，经450℃退火后，饱和极化强度和剩余极化强度无明显变化。(5)本专利技术有效克服了有机铁电薄膜与衬底结合较差、极化疲劳、读取速度慢、且不耐高温等缺点，有利于其在透明柔性领域的实际应用。附图说明图1为本专利技术的所述铁电存储器弯曲前后的示意图；其中，(a)为弯曲前，(b)为弯曲后(r＝1.4mm)。图2为实施例1至18在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的饱和极化强度(PS)分布图。图3为实施例1至18在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的剩余极化强度(Pr)分布图。图4为实施例1至18在经450℃退火前后的饱和极化强度(PS)分布图。图5为实施例1至18在经450℃退火前后的剩余极化强度(Pr)分布图。图1中，1—云母基片；2—掺杂ZnO透明电极；3—氧化物铁电薄膜；4—ITO透明电极。具体实施方式以下仅为本专利技术的较佳实施例，不能以此限定本专利技术的范围。即凡是依据本专利技术申请专利范围所做的修饰，均属于本专利技术专利涵盖的范围。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。本专利技术所述的柔性透明氧化物铁电存储器，如图1，由依次连接的云母基片1、掺杂ZnO透明电极2、氧化物铁电薄膜3和ITO透明电极4组成，具体制备步骤为：先利用机械剥离法得到0.1μm～10μm厚的云母基片1，再采用激光脉冲沉积法制备掺杂ZnO透明电极2、氧化物铁电薄膜3和ITO透明电极4。掺杂ZnO透明电极2的制备条件为：沉积温度范围为600℃至750℃，氧气压1Pa；氧化物铁电薄膜3的制备条件为：沉积温度范围为500℃至700℃，氧气压3Pa；ITO透明电极4的制备条件为：沉积温度范围为室温至350℃，氧气压1Pa。最后制备出的掺杂ZnO透明电极2厚度范围在50nm至150nm，氧化物铁电薄膜3厚度范围在100nm至300nm，ITO透明电极4厚度范围在50nm至150nm。实施例1一种本专利技术的透明柔性氧化物铁电存储器，由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。优选的，衬底为0.1μm厚的氟晶云母(AlF2O10Si33Mg)，掺杂ZnO透明电极为2wt％Al2O3掺杂的ZnO薄膜，氧化物铁电薄膜为Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜，ITO透明电极为质量比In2O3:SnO2＝9:1的ITO薄膜。该铁电存储器的透光率测量结果如表2所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器分别在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的饱和极化强度(Ps)如图2所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器分别在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的剩余极化强度(Pr)如图3所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器在450℃退火前后的饱和极化强度(Ps)如图4所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器在450℃退火前后的剩余极化强度(Pr)如图5所示。实施例2一种本专利技术的透明柔性氧化物铁电存储器，由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。优选的，衬底为0.1μm厚的氟晶云母(AlF2O10Si33Mg)，掺杂ZnO透明电极为5wt％Ga2O5掺杂的ZnO薄膜，氧化物铁电薄膜为Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜，ITO透明电极为质量比In2O3:SnO2＝9:1的ITO薄膜。该铁电存储器的透光率测量结果如表2所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器分别在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的饱和极化强度(Ps)如图2所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器分别在平整和弯曲状态(r＝1.4mm)下的剩余极化强度(Pr)如图3所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器在450℃退火前后的饱和极化强度(Ps)如图4所示。当频率为1KHz、电场为400kV/cm时，该铁电存储器在450℃退火前后的剩余极化强度(Pr)如图5所示。实施例3一种本专利技术的透明柔性氧化物铁电存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明柔性氧化物铁电存储器，其特征在于，由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。

【技术特征摘要】
1.一种透明柔性氧化物铁电存储器，其特征在于，由依次连接的云母基片、掺杂ZnO透明电极、氧化物铁电薄膜和ITO透明电极组成。2.如权利要求1所述的铁电存储器，其特征在于，云母基片为0.1μm～10μm厚的氟晶云母。3.如权利要求1所述的铁电存储器，其特征在于，掺杂ZnO透明电极为2wt％Al2O3掺杂的ZnO薄膜。4.如权利要求1所述的铁电存储器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高焕，苏留帅，袁国亮，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32