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印刷忆阻器
来源:薄膜压力传感器 | 发布时间:2023/6/3 16:56:48 | 浏览次数:

这表明lm是厚度被确定的。边缘效果

有时被看到是因为两个可能的原因,墨水

粘度高,或者倒墨量不够

以覆盖整个基板,并且溶剂是挥发性的

在斜坡期间或在纺纱期开始时蒸发。

最后,墨滴和扩散停止,薄膜变薄

主要是溶剂的蒸发。图12(c)

显示了通过

以1500转/分的转速旋转2分钟。图12(d)显示了一个十字

ZnO2活性层的截面SEM图像,可以看到

厚度均匀,高度几乎为100nm

整个地区。报道了旋涂忆阻器

Ag/SP GaOx/SP AlOx/ITO[119]。展出的忆阻器

2 104 s的保持时间,1000个耐久循环,以及

2 104开/关比。旋涂系统分为

它们的特性,如每分钟转数、斜坡

功能、基板夹持卡盘尺寸。

B.静电喷涂技术

静电喷射沉积(ESD)是一种沉积技术

在各种基底上涂上一层薄薄的薄膜。ESD设置利用

EHD系统的相同部件、材料

以及除对峙距离之外的程序。在ESD中

技术,油墨以适当的流速被泵送到喷嘴

速率,在喷嘴和

基板支架。静电电荷在

产生液滴的基板和喷嘴

从喷嘴喷出。与EHD过程相比

喷嘴和基板之间的距离较长(间隔距离)

这导致液滴形成喷雾

高电场。在这种情况下,墨水带正电

而基底是负的,带正电的墨水是

均匀地被吸引向基板。显示ESD设置

在图13(a)中,主要部件是储墨器和

注射器、千分尺喷嘴、高压电源、高速

摄像机、计算机控制的可移动舞台和用于

整体系统控制。图13(b)显示了聚乙烯吡咯烷酮薄膜

通过ESD系统沉积。薄膜沉积开始

从基板的一角开始,并以

用材料覆盖它的恒定速度。如果基板

较大,喷雾无法一步完成。通常

喷雾覆盖了基板上几乎10mm的空间;因此

下一步是在距离第一个喷射器10毫米的地方开始喷射

色斑通过这种方式,整个基板都被材料覆盖

单道次通过。lm的厚度受到控制

 
笔记(a) 静电喷涂沉积装置,(b)PVP薄活性

通过ESD沉积的层(c)忆阻器交叉结构,(d)交叉

忆阻器单元的截面图。

通过沉积通过的次数和

固定衬底的台。可以存入的通行证数量

通过两种方法。沉积一层材料并让

在涂覆下一层(道次)之前将基底干燥,此方法

称为逐层。第二种方法是接下来应用

在第一层完成后立即通过

湿法,这种方法被称为混合层沉积,因为

后一层可以穿透第一层。图13(c)

显示了具有

透明活性层。底部和顶部电极可见

而活性层PVP是不可见的。图13(d)

显示了具有有源层的忆阻器的截面图

通过ESD系统沉积。可见活性层

始终保持一致。ESD需要墨水

低粘度以进行喷雾。溶液粘度范围

为0.001至0.10Pa.S

油墨通常为15至25mN/m。有几个挑战

在ESD系统中沉积均匀的lm,尤其是

当基板是大面积时。ESD系统不能

一次覆盖整个基板区域;因此需要

基板以均匀的速度移动,几乎覆盖

10毫米宽的线条。基底上覆盖着10毫米的线条

一个接一个。在该过程中,某些材料与

上一行,并使其与中心线相比更厚

线路的。很难获得大面积nm厚的lm

然而,在衬底上,有小面积的lms,即忆阻器

阵列可以通过ESD完美地沉积。ESD系统

通常是根据要求定制的。静电放电

系统可配置为单喷嘴和多喷嘴。

ESD系统始终是连续喷射系统,以避免

沉积lm的不均匀性。

VI、 顶部电极

顶部电极是忆阻器结构的最后一层。这

层是最具挑战性的,因为它可以穿透

在溶液基材料的情况下以及在

热蒸发技术。

在印刷技术中,顶层总是受到

夹层,有时会散开,有时

收缩。在这两种情况下都存在开路的可能性

顶部电极棒。这个问题是由于

夹层的性质,如果它是亲水的顶部

电极材料扩散,如果夹层

则顶部电极材料将收缩。

这个问题可以通过对

夹层在这样远离不干扰化学性质

夹层是绝缘体或

金属氧化物。主要控制材料印刷质量

通过材料的粘度、表面张力和基材

表面能[71],[120]。图14(a)显示了一个横杆

通过喷墨材料打印机制造的存储器件。这个

该器件由PET衬底、银底电极、银底阳极和银底电极组成,

石墨烯氧化物活性层和银顶部电极。顶部

有源区上的电极不均匀;更确切地说是

分布在活性层上。另一方面,银

PET衬底上的顶部电极的材料是均匀的。

这就构成了有源层和

银材料。图14(b)显示了交叉存储器

玻璃基板上的阵列,由银电极、锌电极组成

氧化物活性层和银顶部电极。底部和顶部

电极的宽度并不对称,尽管两者都是

沉积为200毫米宽。顶部电极材料收缩

由于活性层与银材料的不匹配而向下

及其解决方案。图14(c)显示了底部电极棒

和通过喷墨材料打印机在

PET基板。PEDOT:PSS底部电极和锌

乙醇活性层中的氧化物。在这种情况下,PEDOT:PSS

PET基材的附着性不好

PEDT:PSS和氧化锌的溶液不相容,

图14。(a) 具有扩展影响的银TE,(b)具有收缩的银TE

效应,(c)BE因开关而断裂如图14(c)所示。表1显示了可用的

用于制造忆阻器的印刷电子技术。

对于交叉电极,许多技术

可制造低至1米的产品,如纳米压印

[1] [3]。所有的印刷技术都提供了一些好处

以及其他方面的缺点,如制造步骤、材料

废物、特定材料的粘度和表面张力,

图案分辨率和厚度,受控环境,以及

打印速度。喷墨材料打印机适用于

交叉电极制造,提供无掩模制造

没有材料浪费和快速成型[1][3]。关于

另一方面,气溶胶射流更适合制作图案

因为它提供低至10m宽的高分辨率,

打印速度快,材料浪费最少[9],[11]。

EHD技术可用于图案制作

在低对峙模式下,为了制作图案而不是

喷雾[5]。间隔距离是喷嘴之间的距离

和基板。如果对峙距离很高,则射流会转换

进入喷雾,而在较低的距离内,射流直接喷射

用细尖头击打基底。EHD技术比较

复杂的材料优化使

标准射流、对峙距离设置和其他参数

如物料流量、工作电压和台板移动

速度[6],[121]。与图案打印相比,主动

分层打印仅限于少数打印技术,因为

有源层需要薄的lms。用于薄膜制造

然而,可以使用几种技术,材料的粘度

并且需要合成表面张力。容易

控制厚度的方法是旋涂技术,其中

厚度是通过操作旋转来控制的

每分钟转速[17][20]。丝网印刷技术不是

适用于忆阻器制造,因为图案

太厚,影响活性层。三个步骤和

需要屏幕来制作纵横式阵列,即底部

电极、顶部电极和有源层。屏幕打印机

不适合制作忆阻器横杆的原型

数组,因为与其他数组相比,它很难使用

技术,在设置、更改屏幕、,

以及清洁[3]、[12]。

七、基质选择

衬底的选择基于忆阻器器件的应用,

它可以是刚性的、柔性的,甚至是可拉伸的。从技术上讲

衬底不会影响器件的性能

只要器件层与变形兼容

并且具有基板的机械性能。然而

衬底的热导率影响电阻

由于温度上升,设备在两种状态下都会发生故障[122]。

在柔性器件制造的情况下,衬底可以是

塑料、纸张或薄玻璃。忆阻器中使用的材料

层应该能够承受机械变形

如应力和应变,而不影响电气

表演

保持玻璃状或结晶状。在Tg温度以上,

材料行为变得像橡胶一样。塑料基底

属性可以完全不同

Tg温度。很难将材料的Tg值乘以x,

因为Tg强烈地取决于应变速率

冷却或加热速率。因此,不能存在固定值

对于特定材料的Tg。塑料的主要问题

基材是较低的Tg。总结了各种塑料基材

根据图15中的Tg。较低Tg

聚合物基质的使用限制在有机材料上

只有塑料基材主要分为三类

类别:1)半结晶,2)无定形和3)溶液铸造

无定形半结晶聚合物用于

基质,包括聚萘二甲酸乙酯(PEN)和热

稳定的PEN、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热稳定的

(PET)和聚醚醚酮(PEEK)。无定形

聚合物基底覆盖聚醚砜(PES)和聚碳酸酯

(PC),这些材料本质上是非晶体的

其可以被熔融挤出[77]。一些无定形的

不能熔融加工的基团包括聚碳酸酯

(PC)、聚丙烯酸酯(标准杆数)、聚醚砜(PES)、,

多环烯烃(PCO)和聚酰亚胺(PI)。

图15。印刷忆阻器中常用塑料基板的Tg

制造[123]。

八、封装

封装在器件性能中起着重要作用

以及印刷电子产品的寿命[124]、[125]。

特别是薄膜有机电子器件容易

水蒸气和氧化[126]。忆阻器很薄

由薄图案化电极和薄lm组成的器件

夹层活性层。电极和夹层

可以用包括有机材料在内的多种材料制造

和无机[127]。通常夹层是氧化物

可以容易地从环境中氧化的基材料,

类似地,电极也随着时间而被氧化。

如果设备未加密

 
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