Diese Arbeit wurde von National Natural Science Foundation of China (Grant Nr. 11402221 und 11502224), der Staat Schlüssel Labor von intensiv gepulste Strahlung-Simulation und Wirkung (SKLIPR1513) und Hunan Provinz Schlüssel Forschung und Entwicklungsplan (Nr. unterstützt. 2016 WK 2014).

1. Herstellung von flexiblen PZT-Dünnschichten
<ol><li>Durchschneiden Sie 1 x 1 cm Glimmer Substrat aus eine glimmervorlage mit einer Schere.</li>
	<li>Befestigen Sie dieses 1 x 1 cm-Glimmer-Substrat auf einem Schreibtisch mit doppelseitigem Klebeband.</li>
	<li>Benutzen Sie eine Pinzette zu um Peel-off die Glimmer Schicht für Schicht bis die gewünschte Dicke (50 µm), mit einem Mikrometer gemessen.</li>
	<li>Fügen Sie diese frisch gespalten Glimmer Substrat auf ein Substrat Halter 5'' mit einer dünnen Schicht von Silberfarbe und bei 120 ° C auf einer heißen Platte für 10 Minuten Glimmer auf Substrat fest anzubringen zu heilen.</li>
	<li>Die PLD-Kammer den PLD (Pulsed Laser Deposition) Substrat Inhaber umgesetzt.</li>
	<li>Wählen Sie die Wiederholrate (z.B. 10 Hz) und laser-Energie (z.B. 300 mJ).</li>
	<li>Verschieben der Fokussierlinse in die eingestellte Position.</li>
	<li>Der Verschluss geöffnet und Hinterlegung einer 5 nm CoFe2O4 (CFO) [Laser-Energie: 300 mJ, Sauerstoffdruck: 50 mTorr, Probentemperatur: 590 ° C, Depositionszeit: 5 min] Dünnschicht als eine Pufferschicht durch das Auslösen des Lasers (Abbildung 1).</li>
	<li>Hinterlegen Sie eine 20-80 nm SrRuO3 (SRO) [Laser-Energie: 300 mJ, Sauerstoffdruck: 100 mTorr, Probentemperatur: 680 ° C, Depositionszeit: 10-30 min] auf die CFO-Pufferschicht als die untere Elektrode für spätere elektrische Performance-Tests durch das Auslösen der Laser ( ( Abbildung 1).</li>
	<li>Kaution pro 150 nm PZT [Laser-Energie: 300 mJ, Sauerstoffdruck: 100 mTorr, Probentemperatur: 650 ° C, Depositionszeit: 60 min.] dünnen Film auf der Oberseite SRO untere Elektrode durch das Auslösen des Lasers (Abbildung 1).</li>
	<li>Entlüften der Kammer mit N2 und PZT/Glimmer-Muster (Abbildung 2) zu entfernen, wenn die Temperatur Raumtemperatur erreicht.</li>
	<li>Legen Sie die Probe auf ein Stück Glas.</li>
	<li>Eine vordefinierte Mesh mit 200 µm Durchmesser oben auf die Probe gestellt. Das Netz gut zu beheben und die Sputter Kammer Mesh-Probe umgesetzt.</li>
	<li>Verwendung DC-Sputtern (10 mA, 8 Mbar, 6 min), Pt-Top-Elektroden auf dem Film zu hinterlegen. Entfernen Sie die Probe nach dem Sputtern.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Messer oder 20 % HF-Säure, um einen 1 x 1 mm-PZT-Abschnitt zu entfernen. Dies ist die unteren SRO Elektrode aufdecken und bilden viele kleine flexible ferroelektrische Kondensatoren. Hinweis: Wachsen Sie SRO als die untere Elektrode und dann zahlen Sie Pt auf die Elektroden auf die Filme von DC-Sputtern um viele kleine Kondensatoren bilden die elektronischen Eigenschaften der PZT-Dünnschicht, Messen, die in Abbildung 3dargestellt ist ein.</li>
	<li>Malen Sie einen Mantel aus leitfähigen Silber auf die exponierten SRO, Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit der unteren SRO Elektrode. Sicherstellen Sie, dass das leitfähige Silber exponierten SRO kontaktieren kann.</li>
</ol>(2) ferroelektrischer Charakterisierung
<ol><li>Biegen Test<ol>
<li>Kleben Sie auf der Rückseite der flexiblen Probe ein Stück Papier mit der gleichen Größe wie die Probe für den problemlosen Austausch der Probe von einer Stufe zur anderen.</li>
		<li>Ort der PZT/Glimmer auf dem Testboard des Ferroelektrischen Test System und Halbleiter Gerät Analyzer.</li>
		<li>Eine Messsonde des Ferroelektrischen Test System und Halbleiter Gerät Analyzer auf der oberen Elektrode Pt und andere Messsonde auf dem Silber-SRO-Layer zu der Hystereseschleifen Polarisation elektrisches Feld (P-E) und Kapazität-elektrisches Feld (C-E) Kurven, während die Probe Ungebeugt ist.<ol>
<li>Messen der P-E Hystereseschleifen mit zwei Sonden bei einer Frequenz von 2 kHz und bei 4 V. Maßnahme C-E-Kurven mit den zwei Sonden bei einer Frequenz von 1 MHz und 4 V. Entfernen der Ungebeugt Probe.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Befestigen Sie die flexible PZT/Glimmer dünnen Film auf die gewünschte Form mit doppelseitigem Klebeband. Achten Sie darauf, um das Rutschen/Gleiten von Mica während der Messung zu vermeiden.</li>
		<li>Montieren Sie ihn auf der Testplatine des Ferroelektrischen Test System und Halbleiter Gerät Analyzer.</li>
		<li>Die obere Elektrode Pt setzen Sie eine Sonde während der andere Taster die unteren SRO Elektrode durch die silberne Beschichtung ähnlich wie die früher verwendeten Konfiguration (Schritt 2.1.3 berührt auf).</li>
		<li>Messen Sie Hystereseschleifen P-E und C-E Kurven unter verschiedenen Zug- und Druckspannungen Biegeradien (Abbildung 4).<ol>
<li>Messen Sie die P-E Hystereseschleifen mit zwei Sonden bei einer Frequenz von 2 kHz und bei 4 V. Maßnahme C-E-Kurven mit den zwei Sonden bei einer Frequenz von 1 MHz und 4 V.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Die flexible PZT-Probe zu entfernen, wenn der P-E und C-E Messungen abgeschlossen sind.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Thermische Stabilität<ol>
<li>Die Testplatine des Ferroelektrischen Test System und Halbleiter Gerät Analyzer PZT/Glimmer aufsetzen.</li>
		<li>Eine Messsonde auf der oberen Elektrode Pt und andere Messsonde auf dem Silber-SRO-Layer.</li>
		<li>Öffnen Sie die Temperaturregelung die Probe zu beheizen.</li>
		<li>Führen Sie die P-E und C-E Messungen bei verschiedenen Temperaturen (25 ° C, 50 ° C, 75 ° C, 100 ° C, 125 ° C, 150 ° C, 175 ° C).</li>
		<li>Schalten Sie die Heizung Montage nachdem die Messungen durchgeführt werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Zyklisierungsfähigkeit-Biegeversuche<ol>
<li>Montieren Sie die flexible PZT/Glimmer in die beiden Nuten dieser Einrichtung.</li>
		<li>Befestigen Sie ein Ende der Probe, während es am anderen Ende mit Hilfe eines Motors gebogen ist.</li>
		<li>Verwenden Sie ein Lineal, Messen Sie die Länge der PZT/Glimmer zusammen mit der (biegen) Bewegungsrichtung des Motors vor dem 8 mm Biegeprozess (Abbildung 5).</li>
		<li>Berechnen Sie die Länge der Bewegung C um biegen Sie die Probe 5 mm nach der Formel: C=L-2Rsin(L/2R), wo L ist die Länge der PZT/Glimmer in Ungebeugt Zustand, R ist die Biegeradien und C ist die Bewegung des Motors.</li>
		<li>Legen Sie Anzahl der Biegezyklen (1000) auf dem Computer (Abbildung 6).</li>
		<li>Klicken Sie auf den Startknopf (Abbildung 6) um die hin und her Motorbewegung zu initiieren.</li>
		<li>Entfernen Sie die Probe und Messen der P-E zu prüfen, ob die Ferroelektrischen Eigenschaften erhalten bleiben.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kim, W. Y., Lee, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+ferroelectric+poly+(vinylidene+fluoride-trifluoroethylene)+film+for+flexible+nonvolatile+memory+application.">Stable ferroelectric poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) film for flexible nonvolatile memory application.</a> IEEE Electron Device Letters. 33 (2), 260-262 (2012).</li><li>Mao, D., Quevedo-Lopez, M. A., Stiegler, H., Gnade, B. E., Alshareef, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+poly(vinylidene+fluoride-trifluoroethylene)+films+as+non-volatile+memory+for+flexible+electronics.">Optimization of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) films as non-volatile memory for flexible electronics.</a> Organic Electronics. 11 (5), 925-932 (2010).</li><li>Lee, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+flexible+non-volatile+memory+devices+using+oxide+semiconductors+and+ferroelectric+polymer+poly(vinylidene+fluoride-trifluoroethylene).">The flexible non-volatile memory devices using oxide semiconductors and ferroelectric polymer poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene).</a> Applied Physics Letters. 99 (1), 012901-012903 (2011).</li><li>Kim, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-volatile+organic+memory+with+sub-millimeter+bending+radius.">Non-volatile organic memory with sub-millimeter bending radius.</a> Nature Communications. 5, 3583-3594 (2014).</li><li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Flexible,+All-Reduced+graphene+oxide+non-volatile+memory+devices.">Fabrication of Flexible, All-Reduced graphene oxide non-volatile memory devices.</a> Advanced Materials. 25 (2), 233-238 (2013).</li><li>Ji, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+switching+characteristics+of+organic+nonvolatile+memory+on+a+bent+flexible+substrate.">Stable switching characteristics of organic nonvolatile memory on a bent flexible substrate.</a> Advanced Materials. 22 (28), 3071-3075 (2010).</li><li>Ghoneim, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+PZT-based+ferroelectric+capacitors+on+flexible+silicon+for+nonvolatile+memory+applications.">Thin PZT-based ferroelectric capacitors on flexible silicon for nonvolatile memory applications.</a> Advanced Electronic Materials. 1 (6), 1500045-1500054 (2015).</li><li>Ghoneim, M. T., Hussain, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+harsh+environment+operation+of+flexible+ferroelectric+memory+integrated+with+PZT+and+silicon+fabric.">Study of harsh environment operation of flexible ferroelectric memory integrated with PZT and silicon fabric.</a> Applied. Physics. Letters. 107 (5), 052904-052908 (2015).</li><li>Zuo, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+ferroelectric+properties+of+freestanding+Pb(Zr,Ti)O3+thin+membranes.">Preparation and ferroelectric properties of freestanding Pb(Zr,Ti)O3 thin membranes.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 45 (18), 185302-185306 (2012).</li><li>Kingon, A. I., Srinivasan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lead+zirconate+titanate+thin+films+directly+on+copper+electrodes+for+ferroelectric,+dielectric+and+piezoelectric+applications.">Lead zirconate titanate thin films directly on copper electrodes for ferroelectric, dielectric and piezoelectric applications.</a> Nature Materials. 4 (3), 233-237 (2005).</li><li>Shelton, C. T., Gibbons, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epitaxial+Pb(Zr,Ti)O3+thin+films+on+flexible+substrates.">Epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 thin films on flexible substrates.</a> Journal of the American Ceramic Society. 94 (10), 3223-3226 (2011).</li><li>Rho, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PbZrxTi1&#8722;xO3+Ferroelectric+thin-film+capacitors+for+flexible+nonvolatile+memory+applications.">PbZrxTi1&#8722;xO3 Ferroelectric thin-film capacitors for flexible nonvolatile memory applications.</a> IEEE Electron Device Letters. 31 (9), 1017-1019 (2010).</li><li>Bretos, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activated+Solutions+Enabling+Low-Temperature+processing+of+functional+ferroelectric+oxides+for+flexible+electronics.">Activated Solutions Enabling Low-Temperature processing of functional ferroelectric oxides for flexible electronics.</a> Advanced Materials. 26 (9), 1405-1409 (2014).</li><li>Tsagarakis, E. D., Lew, C., Thompson, M. O., Giannelis, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocrystalline+barium+titanate+films+on+flexible+plastic+substrates+via+pulsed+laser+annealing.">Nanocrystalline barium titanate films on flexible plastic substrates via pulsed laser annealing.</a> Applied Physics Letters. 89 (20), 202910-202912 (2006).</li><li>Bakaul, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+speed+epitaxial+perovskite+memory+on+flexible+substrates.">High speed epitaxial perovskite memory on flexible substrates.</a> Advanced Materials. 29 (11), 1605699-1605703 (2017).</li><li>Li, C. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Van+der+Waal+epitaxy+of+flexible+and+transparent+VO2+film+on+muscovite.">Van der Waal epitaxy of flexible and transparent VO2 film on muscovite.</a> Chemistry of Materials. 28 (11), 3914-3919 (2016).</li><li>Ma, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Van+der+Waals+epitaxy+of+functional+MoO2+film+on+mica+for+flexible+electronics.">Van der Waals epitaxy of functional MoO2 film on mica for flexible electronics.</a> Applied Physics Letters. 108 (25), 253104-253108 (2016).</li><li>Bitla, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxide+heteroepitaxy+for+flexible+optoelectronics.">Oxide heteroepitaxy for flexible optoelectronics.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (47), 32401-32407 (2016).</li><li>Wu, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heteroepitaxy+of+Fe3O4/muscovite:+A+new+perspective+for+flexible+spintronics.">Heteroepitaxy of Fe3O4/muscovite: A new perspective for flexible spintronics.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (49), 33794-33801 (2016).</li><li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+ferroelectric+element+based+on+van+der+Waals+heteroepitaxy.">Flexible ferroelectric element based on van der Waals heteroepitaxy.</a> Science Advances. 3 (6), e1700121-e1700128 (2017).</li><li>Amrillah, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+multiferroic+bulk+heterojunction+with+giant+magnetoelectric+coupling+via+van+der+waals+epitaxy.">Flexible multiferroic bulk heterojunction with giant magnetoelectric coupling via van der waals epitaxy.</a> ACS Nano. 11 (6), 6122-6130 (2017).</li><li>Bitla, Y., Chu, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MICAtronics:+A+new+platform+for+&#64258;exible+X-tronics.">MICAtronics: A new platform for &#64258;exible X-tronics.</a> Flat Chem. 3, 26-42 (2017).</li><li>Chu, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Van+der+Waals+oxide+heteroepitaxy.">Van der Waals oxide heteroepitaxy.</a> Quantum Materials. 2 (1), 67-71 (2017).</li></ol>

Die Autoren haben keine finanziellen Interessenkonflikte offenlegen.

Der wichtigste Schritt bei der Herstellung von Ferroelektrischen Elemente liegt in der Verwendung einer sauber und sogar/flache Substratoberfläche. Obwohl frisch gespalten Glimmer Oberfläche atomar glatt ist, ist es notwendig, achten Sie auf Oberflächen verhindert leiden sichtbar Splittern, split-Schichten, Risse, Einschlüsse, etc. nach Absetzung der PZT-Schicht, die Probe unter abgekühlt war ein hohe Sauerstoffdruck (200-500 mm Hg), die Sauerstoff-Stellenangebote zu reduzieren. Ex-Situ Top Platinelektroden abgelagert wurden über eine vordefinierte Netz viele Pt/PZT/SRO kondensatorelemente bilden. Um biegen Tests durchzuführen, wurde die Probe auf ein Stück Papier von ähnlichen Abmessungen ermöglichen eine einfache Übertragung der Probe zwischen verschiedenen Formen gelegt. Die Formen mechanisch belasten die Probe unter Druck oder Zug Staaten wurden von einem 3D Drucker gedruckt. Während der Radsport Tests wurden beide Enden der Probe fest gehalten, um zu vermeiden, Verrutschen der Glimmer Schichten.
Jedoch schränkt die inhärente kleinflächig Einheitlichkeit der PLD-Technik seine Anwendbarkeit in der Produktion der großen Skala. Der Prozess, ein gutes Stück Glimmer ohne Risse zu wählen ist auch zeitaufwändig. Glimmer nicht gedehnt und komprimiert werden, und dementsprechend die Geräte auf Glimmer angebaut nicht gedehnt oder komprimiert, zu. Viele Materialien auf Glimmer angebaut benötigen eine Pufferschicht um einen guten Film zu bekommen, der die Komplexität für den Produktionsprozess erhöht. Diese Probleme beschränken, die Entwicklung von flexiblen Geräten. So ist es notwendig, im Detail zu verstehen, die Mechanismen für die Keimbildung und das Wachstum während der van der Waals Epitaxie und elektronische Kopplung über van der Waals-Heterointerfaces, um das diese Probleme zu umgehen.
Derzeit eingesetzten Strategien zur Realisierung von flexiblen NVME beinhalten die Nutzung des polymersubstrates, Ausdünnung der Substrat oder Epitaxie-Transfer-Technik. Obwohl Polymer Substrate ausgezeichnete mechanische Übereinstimmung aufweisen, beeinflusst ihre Niedertemperatur-Stabilität die Geräteleistung in negativer Weise. Dünnes Substrat8 oder epitaktische Wachstum und anschließende Übertragung auf flexible Polymer Substrat15 gehört auch, einen mühsamen Vorgang. Die van der Waals-Epitaxie mit Glimmer22,23 nicht nur vermindert die Gitter und passende Thermik, sondern entlastet auch das Substrat spannen Effekt, vorteilhaft für epitaktische Systeme mit Performance-Metriken zu realisieren vergleichbar mit einzelnen kristalline Masse Pendants wie PZT/Glimmer wider. Darüber hinaus bietet 2D geschichteten Glimmer Substrat den Vorteil, frei stehend wie Speicherelemente, die robuste ferroelektrische gegen mechanische und thermische Randbedingungen Verhalten zu realisieren. Die PZT/Glimmer-System besitzt die beste Leistung unter die flexible Speicherelemente bis jetzt20, die die Fragen der verschiedenen Ansätze, die oben genannten umgeht.
Die Transparenz der Glimmer kann ausgenutzt werden, um transparente NVME zu erreichen. Aufgrund der Beschaffenheit der (quasi-) van der Waals-Epitaxie kann über die begrenzte Materialkombinationen zu konventionellen Epitaxie die Materialdatenbank erweitert werden. Es wird erwartet, dass van der Waals-Epitaxie auf Glimmer erhebliche Forschungsinteresse an das Design und die Entwicklung der nächsten Generation von flexiblen elektronischen Geräten ausgelöst wird.

Die erfolgreiche Herstellung von flexiblen nichtflüchtigen Speicherelemente (NVME) spielt eine Schlüsselrolle bei der Nutzung des vollen Potenzials der flexible Elektronik. NVME sind geringes Gewicht, low-cost, Low-Power-Verbrauch, hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte Speicherkapazitäten neben Datenspeicherung, Informationsverarbeitung und Kommunikation verfügen. Perowskit-Pb (Zr, Ti) O3 (PZT) fungiert als ein beliebtes System für solche Anwendungen in Anbetracht seiner großen Polarisation, schnelle Polarisation umschalten, hohe Curie-Temperatur, niedrige Zwangsmaßnahmen Feld und hohen piezoelektrischen Koeffizienten. In Ferroelektrischen nichtflüchtige Speicher kann eine externe Spannungsimpuls zwei Überrest Polarisierungen zwischen zwei stabile Richtungen, vertreten durch '0' und '1' wechseln. Es ist nicht flüchtig, und der Schreib/Lese-Prozess innerhalb von Nanosekunden abgeschlossen werden kann. NVME basierend auf organischen1,2,3,4,5,6 und anorganischen7,8,9,10 ,11,12,13,14,15 ferroelektrische Materialien wurden auf flexiblen Substraten versucht. Allerdings ist eine solche Integration durch nicht nur die Substrate Unfähigkeit der Hochtemperatur-Wachstum, aber auch die degradierten Geräteleistung, Leckstrom und elektrische Kurzschlüsse durch ihre raueren Oberflächen begrenzt. Trotz vielversprechender Ergebnisse, alternative Strategien wie die Ausdünnung der Substrat-8 und die epitaktischen Schicht-Übertragung auf ein flexibles Substrat15 leiden eingeschränkten Tragfähigkeit im Hinblick auf die anspruchsvolle mehrstufiger Prozess, der Unvorhersehbarkeit der Transfer und die begrenzte Anwendbarkeit.
Aus den genannten Gründen ist es wichtig, eine geeignete Substrat zu erkunden, die begrenzte thermische und operative Stabilitäten von weichen Substraten um flexible Elektronik weiter zu überwinden vermag. Eine natürliche Muskovit-Glimmer (KAl2(AlSi3O10) (OH)2) Substrat mit einzigartigen Funktionen wie atomar glatte Oberflächen, hohe thermische Stabilität, chemische Inertheit, hohe Transparenz, mechanische Flexibilität und Kompatibilität mit aktuellen Herstellungsmethoden kann verwendet werden, um effektiv mit diesen Fragen befassen. Um so mehr, unterstützt die zweidimensionale Schichtstruktur der monoklinen Glimmer van der Waals-Epitaxie, die Gitter und thermische Bedingungen, dadurch erheblich unterdrückt das Substrat spannen Effekt entsprechen mildert. Diese Vorteile wurden in das direkte Wachstum von funktionalen Oxide16,17,18,19,20,21,22ausgeschöpft, 23 auf Muskovit vor kurzem, im Hinblick auf flexible Geräteanwendungen.
Hier beschreiben wir ein Protokoll, um direkt epitaktische noch flexible Blei Zirkon Titanat (PZT) Dünnschichten auf Muskovit Glimmer wachsen. Erreicht wird dies durch eine gepulste Laser Deposition Prozess unter Berufung auf die vielseitigen Eigenschaften von Glimmer, was van der Waals Heteroepitaxy. Solche vorgefertigten Strukturen behalten die überlegenen Eigenschaften der epitaktische PZT auf starre einzelne kristalline Substrate und weist ausgezeichnete thermische und mechanische Stabilität. Dieser einfache und zuverlässige Ansatz stellt einen technologischen Vorteil gegenüber Multistep-Transfer und Substrat Ausdünnung Strategien und fördert die Entwicklung der viel erwartete flexible noch Single-kristalline nichtflüchtigen Speicherelemente Voraussetzung für nächsten Generation intelligente Geräte mit hoher Leistung.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1114">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Equipment</td>
			<td style="width:387px;"></td>
			<td style="width:344px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">hot plate</td>
			<td style="width:387px;">Polish</td>
			<td style="width:344px;">P-20</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PLD system</td>
			<td>PVD products</td>
			<td>PLD 5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Ferroelectric test system&#160;</td>
			<td>Radiant Technologies Precisions workstations&#160;</td>
			<td>RT66A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Semiconductor device analyzer&#160;</td>
			<td>Agilent&#160;</td>
			<td>B1500A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Bending molds</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>Machined teflon material</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Bending stage</td>
			<td>home-built</td>
			<td></td>
			<td>Labview interfaced setup which provides a prescise displacemnt as small as 1 micrometer</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Sputtering system</td>
			<td>Beijing&#160;Elaborate</td>
			<td>ETD-3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">mica(001) sheets</td>
			<td>Nilaco corporation&#160;</td>
			<td>990066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">conductive silver paint</td>
			<td>Ted Pella, INC</td>
			<td>No.16033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">CoFe2O4 target</td>
			<td>Kurt J.Lesker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">SrRuO3 target</td>
			<td>Kurt J.Lesker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">PbZr0.2Ti0.8O3 target</td>
			<td>Kurt J.Lesker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Pt target</td>
			<td>Hefei Ke jing</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a fabrication and measurement method for a flexible ferroelectric element based on van der waals heteroepitaxy

Flexible nicht-flüchtiger Speicher haben viel Aufmerksamkeit erhalten, wie sie in Zukunft für tragbare intelligente elektronische Geräte sind unter Berufung auf High-Density Datenspeicher und Niederleistungsverbrauch Fähigkeiten. Die qualitativ hochwertigen oxid basierend nichtflüchtig auf flexiblen Substraten wird jedoch oft durch die Materialeigenschaften und die unvermeidlichen Hochtemperatur-Fertigungsprozess eingeschränkt. In diesem Papier wird ein Protokoll vorgeschlagen, direkt eine Epitaxie und dennoch flexible Blei Zirkon Titanat Speicherelement auf Muskovit Glimmer wachsen. Die vielseitige Technik und Messung Abscheidungsverfahren ermöglichen die Herstellung von flexiblen, aber einzelne kristalline nichtflüchtigen Speicher-Elemente, die notwendig für die nächste Generation von intelligenten Geräten.

Das epitaktische Dünnfilme PZT/SRO/CFO/Glimmer abgelagert wurden mit der pulsed Laser Deposition Technik, wie in Schritt 1 beschrieben. Abbildung 1 zeigt das Wachstum Schema und Abbildung 2 zeigt ein tatsächliche flexible NVM Element basierend auf dem PZT.

Mechanische Stabilität ist ein wesentlicher Aspekt der flexiblen Geräteanwendung. Die makroskopische ferroelektrische Leistung der Heterostruktur gegen mechanische Walkarbeit wurde unter Zug- und Druckspannungen Biegung bewertet. Abbildung 7a und 7 b zeigen die P-E und C-E Hystereseschleifen PZT-Kondensatoren unter verschiedenen Druck- und Zugkräfte und Biegeradien (R). Abbildung 7 c zeigt konstant Psaß, PR, Ec und Kapazität Werte innerhalb der experimentellen Fehler unter verschiedenen Biegeradius. Die entsprechenden nominelle Dehnungswerte geschätzt, indem <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57221/57221eq1.jpg"> wo η = t f/tS, χ = Y f/Sy, Yf des Elastizitätsmoduls der PZT-Schicht und YS ist Youngs Modulus des Glimmers sind auch gekennzeichnet. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die PZT dünnen Film Kondensator unterhält stabile elektrische Eigenschaften unter mechanischen Randbedingungen erforderlich für die flexible Elektronikanwendungen für Geräte, die auch von Raman Spektroskopie20geprüft wurde.
Hystereseschleifen die gut gesättigt und symmetrische Polarisation elektrisches Feld (P-E) und die Kapazität-Feldstärke (C-E) mit den "Schmetterling" Kurven von der Heterostruktur gemessen bei 1 MHz und Temperaturen im Bereich von 25-175 ° C für ein neues Gerät angezeigt in Abbildung 8a und 8 bbeziehungsweise. Diese ferroelektrischer Kondensator weist Konstante Sättigung Polarisation (Psaß), eine Rest-Polarisation (P-R), Zwangsmaßnahmen Feld (Ec) und Kapazität in einem weiten Temperaturbereich wie in Abbildung 8 cgezeigt. Darüber hinaus unterhält der Heterostruktur hohe Retention sowie Ausdauer bei Raumtemperatur sowie bei 100 ° C20. Diese Ergebnisse bedeuten, dass die PZT/Glimmer-Heterostruktur Anwendungsmöglichkeiten in Hochtemperatur-elektronische Geräte haben kann.
Eine Reihe von zyklisierungsfähigkeit Tests wurden durchgeführt, um PZT/Glimmer Heterostrukturen für praktische Anwendungen zu überprüfen. Abbildung 9 zeigt P-E Schleifen vor und nach der Biegung 1000 Zyklen in beiden Staaten Zug- und Druckspannungen Belastung. Der P-E-Schleifen in verschiedenen Modi biegen werden der Einfachheit halber vertikal versetzt. Es ist bemerkenswert, dass der Heterostruktur sein ferroelektrische Verhalten auch nach 1000 Biegung Zyklen bei einem Biegeradius von 5 mm unabhängig von der Art der Belastung biegen behält.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig1.jpg"> Abbildung 1 . Das Wachstum Schema der flexiblen Speicherelement auf Glimmer. Evakuierung der Kammers zu einem Basisdruck (~ 10-6 Torr) und erhöhen die Temperatur der Probe bis 590 ° C. Passen Sie den Sauerstoffdruck zu 50 mTorr, CFO zu wachsen an. Erhöhen Sie die Temperatur auf 680 ° C und passen Sie den Sauerstoffdruck zu 100 mTorr SRO wachsen. Verringern Sie die Temperatur auf 650 ° C und passen Sie den Sauerstoffdruck zu 100 mTorr die PZT wachsen. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig2.jpg"> Abbildung 2 . Das Foto von einer flexiblen Speicherelement auf Glimmer. Das flexible Speicherelement kann leicht gebogen werden. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig3.jpg"> Abbildung 3 . Die schematische Konfiguration zur Messung der Hystereseschleifen P-E und C-E Kurve. Wenden Sie sich an die SRO untere Elektrode mit einer Sonde, während die andere Sonde Pt Top Elektroden auf die Filme, die die elektronischen Eigenschaften der PZT-Dünnschicht Messen Kontakte. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig4.jpg"> Abbildung 4 . Formen mit verschiedenen festen Biegeradien (R). Die Biegung Schimmel-Designs wurden gemacht/mit AutoCAD und mit einem 3D Drucker gedruckt. Diese Formen der festen Biegeradien (R) induzieren gemeldeten Druck- und Zugkräfte Biegung Stämme (R = ±12.5 mm, ±10.0 mm, ±7.5 mm, ±5.0 mm, ±2.5 mm, die positive (negativen) Vorzeichen entspricht Zugbelastung (Druckfestigkeit), dass die Heterostrukturen, wenn unterziehen montiert auf sie). <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig5.jpg"> Abbildung 5 . Bühne ausführen Biegen Biegen Zyklen Test Der Heterostruktur Länge (C) wird durch die Regel der Ungebeugt Zustand gemessen. Verwenden Sie für die Biegung Zyklus Messung eine computergestützte Hause Biegung Setup gebaut. Die Biege Stufe besteht aus zwei Arme mit Rillen, dünne Blechen zu halten. Ein Arm ist fest, während der andere Arm bewegt werden kann, um eine dünne Folie mit einem Schrittmotor eine Schnittstelle mit dem Computer zu biegen. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig6.jpg"> Abbildung 6 . Programm Protokolls durchzuführenden Biegeversuche. Verwenden Sie eine computergestützte Hause gebaut Biegung Setup zur Kontrolle der Bewegung des Motors. Die Einrichtung ermöglicht es die Länge der Probe gebogen werden, indem die Verschiebung so klein wie 1 µm auf die Biegung Bühne. Einer kann die Biegeradien (siehe 2.3.4) sowie Biege Zyklen durchzuführen. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig7.jpg"> Abbildung 7 . FERROELEKTRISCHE Eigenschaften unter verschiedenen Biegeradien. Elektrisches feldabhängigkeit der (ein) Polarisation und (b) Kapazität unter verschiedenen Zug- und Druckspannungen Biegeradien. (c) Sättigung Polarisation (Psaß), Überrest Polarisation (P-R), Zwangsmaßnahmen Feld (Ec) und Kapazität als Funktion der Biegeradius. Entsprechenden Dehnungswerte sind auch angegeben (siehe Text). Diese Zahl wurde mit Erlaubnis20geändert. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig8.jpg"> Abbildung 8 . FERROELEKTRISCHE Eigenschaften bei hohen Temperaturen. Elektrisches feldabhängigkeit der (ein) Polarisation und (b) Kapazität bei unterschiedlichen Temperaturen. (c) thermische Entwicklung des Psaß, PREc und Kapazität. Diese Abbildung wurde mit Erlaubnis20geändert. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57221/57221fig9.jpg"> Abbildung 9 . FERROELEKTRISCHE Eigenschaften nach Biegezyklen. P-E Hysterese Schleifen unter Zug- und Druckspannungen Biegeradius von 5 mm vor und nach der Biegung 10 bis 1000 Zyklen. Diese Zahl wurde mit Erlaubnis20geändert. <a href="/files/ftp_upload/57221/57221fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

In diesem Beitrag präsentieren wir ein Protokoll direkt noch eine epitaktische Wachstum flexible Blei Zirkon Titanat Speicherelement Muskovit Glimmer.

Eine Fertigung und Messverfahren für ein flexibles Ferroelektrischen Element basierend auf Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

8.1K Aufrufe.  Xiangtan University. In diesem Beitrag präsentieren wir ein Protokoll direkt noch eine epitaktische Wachstum flexible Blei Zirkon Titanat Speicherelement Muskovit Glimmer.

Serie: A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Fabrication of High Contrast Gratings for the Spectrum Splitting Dispersive Element in a Concentrated Photovoltaic System

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve the solar conversion efficiency of a concentrated photovoltaic system. The proposed system will also lower the solar cell cost in the concentrated photovoltaic system by replacing the expensive tandem solar cells with the cost-effective single junction solar cells. The structures and the parameters of high contrast gratings for the dispersive elements were numerically optimized. The large-area fabrication of high contrast gratings was experimentally demonstrated using nanoimprint lithography and dry etching. The quality of grating material and the performance of the fabricated device were both experimentally characterized. By analyzing the measurement results, the possible side effects from the fabrication processes are discussed and several methods that have the potential to improve the fabrication processes are proposed, which can help to increase the optical efficiency of the fabricated devices.

The fabrication of high contrast gratings as the parallel spectrum splitting dispersive element in a concentrated photovoltaic system is demonstrated. Fabrication processes including nanoimprint lithography, TiO2 sputtering and reactive ion etching are described. Reflectance measurement results are used to characterize the optical performance.

Herstellung von High Contrast Roste für die Spectrum Splitting dispersives Element in einer konzentrierten Photovoltaik-Anlage

High contrast gratings are designed and fabricated and its application is proposed in a parallel spectrum splitting dispersive element that can improve ...

Forschung

Ingenieurwesen

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

Herstellungsverfahren einer Silikonbasis Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

Erweiterte Experimentelle Methoden für Niedertemperatur-Magneto Messung der Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of stretchable electronic devices is the preparation of stretchable conductors with great mechanical stability. In this study, we developed a simple fabrication method to chemically solder the contact points between silver nanowire (AgNW) networks. AgNW nanomesh was first deposited on a glass slide via spray coating method. A reactive ink composed of silver nanoparticle (AgNPs) precursors was applied over the spray coated AgNW thin films. After heating for 40 min, AgNPs were preferentially generated over the nanowire junctions to solder the AgNW nanomesh, and reinforced the conducting network. The chemically modified AgNW thin film was then transferred to polyurethane (PU) substrates by casting method. The soldered AgNW thin films on PU exhibited no obvious change in electrical conductivity under stretching or rolling process with elongation strains up to 120%.

A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.

Ein Herstellungsverfahren für hochverstreckbare Leiter mit Silber Nanodrähte

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common procedure for collecting traces of explosives, and standardized measurements of collection efficiency are needed to evaluate and optimize sampling protocols. The approach described here is designed to provide this measurement infrastructure, and controls most of the factors known to be relevant to wipe-sampling. Three critical factors (the applied force, travel distance, and travel speed) are controlled using an automated device. Test surfaces are chosen based on similarity to the screening environment, and the wipes can be made from any material considered for use in wipe-sampling. Particle samples of the explosive 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX) are applied in a fixed location on the surface using a dry-transfer technique. The particle samples, recently developed to simulate residues made after handling explosives, are produced by inkjet printing of RDX solutions onto polytetrafluoroethylene (PTFE) substrates. Collection efficiency is measured by extracting collected explosive from the wipe, and then related to critical sampling factors and the selection of wipe material and test surface. These measurements are meant to guide the development of sampling protocols at screening venues, where speed and throughput are primary considerations.

Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.

Standardisierte Methode für Collection Efficiency Messung von Wipe-sampling of Trace Explosiven

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Skalierbare, lösungsverarbeitete Fertigungsstrategie für leistungsstarke, flexible, transparente Elektroden mit eingebettetem Metallgewebe

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

Herstellung von flexiblen Bildsensor basierend auf seitliche NIPIN Fototransistoren

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Schneidverfahren, Zugprüfung und Alterung flexibler unidirektionaler Verbundlaminate

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Fabricating van der Waals Heterostructures with Precise Rotational Alignment

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We demonstrate not only lateral control but, importantly, also control over the angular alignment of adjacent layers. The core of the technique is represented by a home-built transfer setup which allows the user to control the position of the individual crystals involved in the transfer. This is achieved with sub-micrometer (translational) and sub-degree (angular) precision. Prior to stacking them together, the isolated crystals are individually manipulated by custom-designed moving stages that are controlled by a programmed software interface. Moreover, since the entire transfer setup is computer controlled, the user can remotely create precise heterostructures without coming into direct contact with the transfer setup, labeling this technique as &#8220;hands-free&#8221;. In addition to presenting the transfer set-up, we also describe two techniques for preparing the crystals that are subsequently stacked.

In this work we describe a technique that is used to create new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking ultrathin layered 2D materials with precise control over position and relative orientation.

Herstellung von van der Waals Heterostrukturen mit präziser Rotationsausrichtung

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We ...

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of data that can be obtained from an individual sample and renders it difficult to produce statistically relevant data for unique and rare materials. Resonant cavity dielectric spectroscopy is a non-destructive, contactless technique which can simultaneously interrogate both sides of a sheeted material and provide measurements which are suitable for statistical interpretations. This offers analysts the ability to quickly discriminate between sheeted materials based on composition and storage history. In this methodology article, we demonstrate how contactless resonant cavity dielectric spectroscopy may be used to differentiate between paper analytes of varying fiber species compositions, to determine the relative age of the paper, and to detect and quantify the amount of post-consumer waste (PCW) recycled fiber content in manufactured office paper.

A protocol for the non-destructive analysis of the fiber content and relative age of paper.

Methodenentwicklung für kontaktlose Resonanzhöhlen dielektrische spektroskopische Studien von Cellulosic Paper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...