發(fā)布時(shí)間：2020-09-10 07:53

　　 近年來,柔性電子器件由于在物聯(lián)網(wǎng)、生物電子等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起了研究者的廣泛關(guān)注。將功能氧化物材料集成到柔性聚合物中是實(shí)現(xiàn)高性能柔性電子器件的有效方式。另一方面,釔鐵石榴石(Y_3Fe_5O_(12),YIG)薄膜因其優(yōu)異的磁性能和磁光性能,被廣泛應(yīng)用于自旋電子器件和磁光隔離器件。但是目前YIG薄膜只能在高溫下制備,無法與半導(dǎo)體材料和器件的后端工藝相兼容且不利于系統(tǒng)集成。因此,發(fā)展YIG薄膜在柔性基片上的集成方法是領(lǐng)域面臨的重要問題,所以本論文研究了YIG薄膜的柔性集成方法,主要內(nèi)容分為以下三個(gè)部分。第一部分是基于刻蝕SiO_2犧牲層的YIG薄膜轉(zhuǎn)移打印研究。我們采用脈沖激光沉積(PLD)和微細(xì)加工方法,在SiO_2/Si基底上制備了方形陣列YIG薄膜和孔洞狀YIG薄膜,然后置于HF溶液中刻蝕SiO_2犧牲層。通過控制HF溶液濃度以及刻蝕時(shí)間,我們成功地利用Si基片撈取或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章轉(zhuǎn)印YIG薄膜。光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡(SEM)結(jié)果顯示,我們可以將0.5mm×0.5mm的方形YIG薄膜以及2mm×2mm的孔洞狀YIG薄膜從SiO_2/Si基底上轉(zhuǎn)印到Si基底上,但轉(zhuǎn)印的YIG薄膜存在被HF腐蝕以及破裂等問題。第二部分是基于MoS_2/SiO_2范德華異質(zhì)結(jié)的YIG薄膜轉(zhuǎn)移打印轉(zhuǎn)研究。我們采用PLD和磁控濺射結(jié)合的工藝,在SiO_2/Si基底上制備了Si/SiO_2/MoS_2/SiO_2/YIG薄膜,利用SiO_2和MoS_2親疏水性能的不同,僅使用去離子水解離MoS_2/SiO_2范德華異質(zhì)結(jié)界面,成功將Si/SiO_2/MoS_2/SiO_2/YIG多層膜結(jié)構(gòu)上的YIG薄膜轉(zhuǎn)印到柔性PI基底上。SEM結(jié)果顯示,在去離子水的作用下,MoS_2薄膜與濺射的SiO_2薄膜分離,MoS_2留在原SiO_2/Si基底上;X射線衍射(XRD)結(jié)果顯示轉(zhuǎn)印前后YIG薄膜的晶體結(jié)構(gòu)沒有差異;振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)印到PI膠上的YIG薄膜的飽和磁化強(qiáng)度為115 emu/cm~3,薄膜的面內(nèi)、面外矯頑力分別為31Oe、75Oe。第三部分是基于MoS_2/SiO_2范德華異質(zhì)結(jié)的其他功能氧化物薄膜的轉(zhuǎn)印研究。我們采用第二部分轉(zhuǎn)印YIG薄膜的方法成功將VO_2和Fe_2O_3薄膜轉(zhuǎn)印到不同基底上。XRD結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)印前后VO_2(Fe_2O_3)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)沒有差異,變溫Raman譜和變溫紅外反射譜證明了轉(zhuǎn)移前后VO_2薄膜良好的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變(MIT)性能。證實(shí)了這一轉(zhuǎn)印方法具有普適性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2
【部分圖文】：

第一章 緒論第一章 緒 論作的背景與意義有機(jī)械靈活性、輕便性、可穿戴性等特點(diǎn)，近年來柔性電術(shù)界的廣泛關(guān)注。圖 1-1 展示了柔性電子器件在軍、民出其在物聯(lián)網(wǎng)、生物電子等領(lǐng)域巨大的應(yīng)用潛力。美國國00 萬美元預(yù)算牽頭成立了柔性電子器件研究機(jī)構(gòu)——柔究 所 (Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innova研究機(jī)構(gòu)得到了波音(Boeing)公司、通用(General Motosiversity、HarvardUniversity 等著名公司及高校的支持。同“可延展柔性無機(jī)光子/電子集成器件的基礎(chǔ)研究”，對(duì)研究[1]。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文榴石薄膜的國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀石榴石簡(jiǎn)介榴石(Y3Fe5O12，YIG)，晶體結(jié)構(gòu)為體心立方(bcc)結(jié)構(gòu)，如于 Oh10(Ia3d) 空間群，其化學(xué)式為 R3Fe5O12，其中 R 為石榴石中包含了 8 個(gè) Y3Fe5O12分子共計(jì) 160 個(gè)離子，金積的間隙中。Y3Fe5O12有三種氧離子堆積間隙，分別是四面(a)、十二面體間隙(c)，其中 24 個(gè) Fe3+離子占據(jù) d 位，16 個(gè) Y3+離子占據(jù) c 位。圖 1-3 所示是三種陽離子占據(jù)的次位的 Fe3+與八面體位的 Fe3+離子的磁矩反平行排列，且(YIG)屬于亞鐵磁性材料。

3512O2-密堆積的間隙中。Y3Fe5O12有三種氧離子堆積間隙，分別是四面體間隙體間隙(a)、十二面體間隙(c)，其中 24 個(gè) Fe3+離子占據(jù) d 位，16 個(gè) Fe3+離a 位，24 個(gè) Y3+離子占據(jù) c 位。圖 1-3 所示是三種陽離子占據(jù)的次晶格示，四面體位的 Fe3+與八面體位的 Fe3+離子的磁矩反平行排列，且數(shù)目不同3Fe5O12(YIG)屬于亞鐵磁性材料。圖 1-2 石榴石晶體結(jié)構(gòu)

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