Исследования пироэлектрических свойств материалов для микроэлектроники

Внедрение: 2016 г.

Группой авторов из Московского технологического университета (МИРЭА) выполнена модернизация программно-аппаратного комплекса для исследований пироэлектрических свойств диэлектрических плёнок. Программно-аппаратный комплекс позволяет исследовать сегнетоэлектрические плёнки толщиной 0,05‑1 мкм и структуры на их основе. Эти материалы перспективны для применения в качестве чувствительных элементов детекторов в матричных приемниках ИК‑излучения. 

Функциональная схема модуля для исследований пироэлектрических свойств представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Функциональная схема модуля для исследований пироэлектрических свойств.

Измерения пироэлектрического коэффициента проводятся квазистатическим методом. Температура образца, помещенного в измерительную камеру, модулируется по синусоидальному закону с помощью элемента Пельтье. Контроль температуры осуществляется с помощью термопары. Пироэлектрический ток короткого замыкания контролируется электрометрическим усилителем У5‑11, сигнал аналогового выхода которого оцифровывается и передается в управляющий компьютер системой сбора данных E14‑140. Одновременно по второму каналу E14‑140 регистрируется температура образца. Управление модулем производится с помощью ПК с установленным специализированным программным обеспечением, графический интерфейс которого и типичные данные измерений представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Интерфейс виртуального прибора для измерений пироэлектрического коэффициента.

В качестве образцов материалов, предназначенных для применения в качестве приёмников излучения, исследованы: пленки цирконата-титаната свинца (ЦТС) представляющие собой структуры, изготовленные химическим осаждением из смеси растворов; структуры на основе циклического органического полимера (ТАДФ), полученные по технологии вакуумного напыления; пленки поливинилиденфторида (ПВДФ) и ПВДФ с трифторэтиленом (ПВДФ/ТФЭ), нанесенные методом центрифугирования в парах метилэтилкетона. 

С помощью разработанного автоматизированного аппаратно-программного комплекса для исследований тонких сегнетоэлектрических пленок были проведены измерения свойств материалов на основе тонких пленок ЦТС, ТАДФ и ПВДФ и подтверждена перспективность их применения в качестве материалов для детекторов тепловых матричных приемников ИК‑излучения в фокальной плоскости.

Источник:
Певцов Е.Ф., Горбоконенко П.А., Ходорович В.Г. Исследования пироэлектрических свойств материалов для микроэлектроники // Потенциал современной науки. – 2016. – № 3. – С. 10‑14.

Разработчик: Певцов Е.Ф., Горбоконенко П.А., Ходорович В.Г. (Московский технологический университет (МИРЭА)