一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其包括以下步骤：S1：采用脉冲激光沉积法在(001)方向的STO单晶衬底上沉积一层SRO导电层作为底电极；S2：选择Zr:Ti＝7:3的PZT靶材，采用脉冲激光沉积法在SRO导电层上沉积一层菱形相PZT薄膜；S3：转移单层PS小球至PZT薄膜表面作为掩模板，再用氧等离子体刻蚀处理，然后置于离子束刻蚀机中进行刻蚀，最后去除残留的单层PS小球掩模板，得到有序的菱形相PZT纳米点阵列，其为中心型拓扑畴结构。本发明专利技术制得的有序铁电拓扑畴结构阵列达到纳米级别，是一种高密度有序纳米点阵列结构。铁电拓扑畴结构之间相互独立，可由外加电场调控，同时具有良好的热稳定性。

A preparation method of ordered ferroelectric topological domain structure array

The invention relates to a preparation method of ordered ferroelectric topological domain structure array, which comprises the following steps: S1: using pulse laser deposition method to deposit a SRO conductive layer on STO single crystal substrate in the direction of (001) as the bottom electrode; S2: selecting PZT target with Zr: Ti = 7:3, using pulse laser deposition method to deposit a diamond phase PZT film on the SRO conductive layer; S3: transferring a single layer of PS spheres to p The surface of ZT film was treated by oxygen plasma etching, then it was etched in ion beam etching machine. Finally, the residual single-layer PS small mask was removed, and the ordered rhomboid PZT nano dot array was obtained, which is the central topological domain structure. The ordered ferroelectric topological domain structure array prepared by the invention reaches the nanometer level, and is a high-density ordered nano dot array structure. Ferroelectric topological domain structure is independent of each other, can be controlled by external electric field, and has good thermal stability.

【技术实现步骤摘要】
一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法
本专利技术涉及铁电材料
，特别是涉及一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法。
技术介绍
随着大数据时代的到来，传统的存储器件难以满足日益增长的存储需要，这推动着存储器件的不断变革。近年来，存储器经历了由挥发性存储器到非挥发性存储器再到新型非挥发性存储器的演变，其存储性能大大提高。其中，铁电存储器因为其优异的存储性能得到大家的广泛关注。它具有动态随机存取存储器的快速读取和写入访问的功能，还可以在电源关掉后保留数据，能在非常低的电能需求下快速地存储，有望在消费者的小型设备中得到广泛的应用。随着人们对存储器件存储能力的要求越来越高，制备纳米尺度的铁电材料以提升存储密度进而提升存储能力显得尤为关键。近年来，由于人们对存储要求的不断提高，对铁电材料中的拓扑畴结构的研究成为热点。铁电拓扑畴结构，例如中心型拓扑畴等，因为拓扑保护性而表现出高稳定性，并且尺寸可低至纳米级别，为未来实现高密度拓扑电子学器件提供了选择。人们尝试了多种制备铁电拓扑畴的方式，发现在薄膜或块体上用电场诱导的单个拓扑畴(铁电涡旋畴或中心畴)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：采用脉冲激光沉积法在(001)方向的STO单晶衬底上沉积一层SRO导电层作为底电极；/nS2：选择Zr:Ti＝7:3的PZT靶材，采用脉冲激光沉积法在SRO导电层上沉积一层菱形相PZT薄膜；/nS3：转移单层PS小球至PZT薄膜表面作为掩模板，再用氧等离子体刻蚀处理，然后置于离子束刻蚀机中进行刻蚀，最后去除残留的单层PS小球掩模板，得到有序的菱形相PZT纳米点阵列，其为中心型拓扑畴结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：采用脉冲激光沉积法在(001)方向的STO单晶衬底上沉积一层SRO导电层作为底电极；
S2：选择Zr:Ti＝7:3的PZT靶材，采用脉冲激光沉积法在SRO导电层上沉积一层菱形相PZT薄膜；
S3：转移单层PS小球至PZT薄膜表面作为掩模板，再用氧等离子体刻蚀处理，然后置于离子束刻蚀机中进行刻蚀，最后去除残留的单层PS小球掩模板，得到有序的菱形相PZT纳米点阵列，其为中心型拓扑畴结构。


2.根据权利要求1所述的有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤S2所述的菱形相PZT薄膜厚度为80nm。


3.根据权利要求1所述的有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤S1所述的SRO导电层厚度为5～50nm。


4.根据权利要求1所述的有序铁电拓扑畴结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤S3包括以下步骤：
S31：在盛满去离子水的培养皿中滴入直径为500nm的PS小球与乙醇的混合溶液，加入分散剂，使PS小球在去离子水表面呈单层紧密排列；
S32：将步骤S2制得的样品用氧等离子体处理3分钟；
S33：用镊子将处理后的样品置于单层PS小球下方，然后轻轻地水平提出；待水分自然蒸发后，PZT薄膜表面形成一层单层紧密排列的PS小球；
S34：将附有PS小球掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兴森，陈洪英，田国，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44