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利用阻抗谱分析重复极化切换对Pt/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/Pt薄膜矫顽电压的影响
摘要： 我们采用阻抗谱技术研究了极化反复切换对铁电Pt/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/Pt薄膜电容器的影响。通过Cole-Cole图分析，等效电路由体区部分（电容）、界面部分（恒相位元件CPE与并联电阻）组成。在不同切换阶段分析了电路参数：体区电容的初期上升与后续下降可能分别对应唤醒效应与疲劳现象；界面部分的变化表现为电阻增大和CPE指数n值增长，这可能分别源于缺陷减少与界面层非均匀性降低。界面区电阻与CPE系数的共同变化导致界面阻抗升高，而本征因反复切换已增大的矫顽电压因界面阻抗增加而进一步增大。
关键词： 阻抗谱、唤醒、矫顽电压、锆钛酸铅、疲劳
更新于2025-11-14 17:28:48
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[IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯汀市（2018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 基于双轴应变的负电容场效应晶体管性能调制
摘要： 在本研究中，我们通过器件仿真分析了双轴应变铁电基负电容场效应晶体管（NCFETs）的性能表现。采用PbZr0.5Ti0.5O3（PZT）和HfO2作为铁电材料，并运用第一性原理方法施加双轴应变。研究发现，在双轴应变条件下，PZT与HfO2在负电容（NC）区域呈现不同变化趋势：双轴应变对PZT的负电容效应影响显著，而HfO2对双轴应变的敏感性明显低于PZT。无应变状态下，HfO2基NCFETs性能优于PZT基器件；但当压缩双轴应变增大时，PZT基NCFETs的亚阈值摆幅和导通电流得到改善，而HfO2基器件性能则略有下降。特别值得注意的是，压缩应变作用下PZT基NCFETs的负漏致势垒降低效应和负微分电阻特性会出现显著变化。
关键词： 应变、负电容场效应晶体管、铁电材料、密度泛函理论、二氧化铪、锆钛酸铅
更新于2025-09-23 15:22:29
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微纳米PZT颗粒对PZT-PVDF复合材料介电与压电性能的影响
摘要： 采用不同粒径的PZT制备了PZT-PVDF复合材料，并使用热压装置制作样品。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDAX)分别对复合样品进行结构和成分分析。采用粉末X射线衍射(XRD)分析了球磨PZT粉末的晶粒尺寸。样品在不同极化场下于固定温度极化约一小时。分析了复合材料的介电常数(εr)以及压电应变系数(d33)和电压系数(g33)等压电性能。
关键词： 复合材料、铁电材料、介电常数、应变系数、电压系数、粒径、锆钛酸铅
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于集成石墨烯/铁电材料的等离子体随机存取存储器（P-RAM）
摘要： 我们提出并模拟了一种基于石墨烯/铁电材料的集成等离子体随机存取存储器（P-RAM），该设计利用了锆钛酸铅（PZT：PbZr0.3Ti0.7O3）中的铁电畴。当通过调节外加偏压切换铁电薄膜的极化方向时，该P-RAM在两个透射水平间呈现双稳态特性。仿真结果表明：当对500纳米长的P-RAM施加从-1.5V至+6V（及反向）扫描电压时，其可能的消光比可达约18分贝。这种工作在7微米波长的集成P-RAM可通过测量两个明显不同的透射水平来实现存储功能。该集成存储器件同时具备锁存型等离子体开关功能，且无需任何外部单元来产生所需的等离子体波。在导通状态下，穿过存储单元的等离子体模式波长约为156纳米，其对应的传播长度（约5.57微米）超过整个P-RAM长度的两倍半。这款无耦合损耗、仅占2平方微米面积的集成P-RAM，有望成为信息存储及未来等离子体芯片开发的应用器件。为获得所述数值结果，我们采用COMSOL多物理场软件，通过三维有限元法（FEM）求解了完整的麦克斯韦方程组。
关键词： 铁电、等离子体随机存取存储器、石墨烯、锆钛酸铅（PZT）
更新于2025-09-23 15:21:01
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压电薄膜的喷墨打印直接图案化
摘要： 喷墨打印目前正作为一种低成本、环保的电子器件增材制造技术受到关注。通过喷墨打印在高表面能基底上实现功能金属氧化物薄膜的图案化仍具挑战性，通常需要光刻工艺辅助。本研究揭示了一种无需光刻与蚀刻的新型工艺——利用喷墨打印的烷硫醇基模板，在原始铂化硅基底上直接图案化锆钛酸铅（PZT）薄膜。该技术无需在PZT打印前后分别进行光刻和蚀刻处理，可实现亚100微米级特征尺寸并精确控制最终薄膜厚度。喷墨打印的PZT展现出溶液法薄膜典型的铁电与压电特性：剩余极化强度13 μC/cm2，矫顽场58 kV/cm，介电常数900，介电损耗0.07，有效纵向压电系数50 pm/V。
关键词： 压电材料、锆钛酸铅、喷墨打印、图案化、自组装单分子层
更新于2025-09-23 15:21:01
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外电压调控的低功耗压电-等离子体随机激光器
摘要： 本研究旨在介绍一种基于压电-等离子体核壳纳米粒子（NPs）的新型低功耗可调谐随机激光器，该纳米粒子由锆钛酸铅与金构成，并混合不同浓度的罗丹明B（RhB）染料。为获得随机激光效应，在施加与未施加外电压条件下对样品进行脉冲激光照射。我们发现通过增加散射使增益介质更易形成闭合环路路径，热等离子体发射强度逐渐增强且激光阈值降低。研究结果表明发射光谱中存在相同泵浦能量下的尖峰信号，证实了相干随机激光的存在。该现象在PZT@Au NPs中可观测到，但在低/高浓度Au@PZT NPs中不可见。通过调节核壳纳米粒子的外加电压（其特性取决于壳层与核体样品间的边界条件），进一步研究发现：在较低泵浦能量下，发射光谱呈现低峰值强度，当泵浦能量超过激光阈值后强度随之提升；发射光谱随发射强度的急剧增强而变窄，在超过阈值时半高全宽（FWHM）出现快速下降。这些结果表明此类新材料具备实现低阈值可控随机激光的应用潜力。
关键词： 外部电压、热等离子体效应、压等离子体效应、随机激光器、金@锆钛酸铅、锆钛酸铅@金核壳纳米颗粒
更新于2025-09-19 17:13:59