3、铁电刻蚀的应用


铁电刻蚀可实现特征尺寸在微纳米尺度的铁电畴图形化，结合铁电畴定位的表面反应，可为微纳米结构的制造提供理想的模板。S．V．Kalinin等人口应用PFM和电子束生成纳米尺寸铁电畴图形，通过光还原反应在Ba，ri()3晶体和Pb(Zr，Ti)03薄膜上特定的铁电畴位置上成功沉积了Ag，Rh，Pd和Au惰性金属纳米粒子，并通过光还原反应的溶液环境控制，实现了多种金属纳米粒子的同时沉积或先后沉积。此外，一些过渡金属如磁性Ni基、Fe基、Co基纳米粒子在铁电畴上的定位沉积也获得了成功引。利用铁电畴图形化的铁电衬底的模板能力还有望可控地选择性沉积具有特定功能的有机分子或生物分子到铁电表面川，形成功能性纳米结构，用于纳米器件。为了突出强调铁电刻蚀在纳米结构和纳米器件制造领域的应用优势，直接把铁电刻蚀称为铁电纳米刻蚀。


综上所述，利用铁电刻蚀技术，能在预先确定的位置上组装具有不同特性(电学、光学和化学等)的纳米结构单元，如半导体和金属的纳米粒子、纳米线、纳米管以及有机分子和生物分子等。值得注意的是，铁电材料的可选择性大(如可选择单晶、多晶、外延薄膜和铁电聚合物等)，因此如果所选择的铁电衬底的制备技术与半导体制造技术相互兼容，则有望将纳米器件与CMOS或MEMS集成，制造多功能的复杂系统。总之，铁电刻蚀具有如下能力，即组装多种纳米结构到预先确定的位置，实现复杂多组分的纳米结构，为纳米器件制造提供了一个自下而上的新途径。随着研究的深入，铁电刻蚀技术将有望在纳米器件领域获得更多的应用。


4、结语


铁电刻蚀是对铁电畴取向翻转进行精确控制，在铁电材料表面获得微纳米尺度铁电畴图形的技术，它是铁电材料领域新出现的研究方向。铁电畴图形化的三种主要方法是微电极图形化、扫描探针图形化和电子柬图形化。其中微电极图形化方法较为成熟，获得的铁电畴图形精度在微米量级，其特点是速度快，可大量用于微米尺度铁电畴图形化。


扫描探针图形化和电子束图形化制备的铁电畴图形的精度小于10()rim，可用于纳米尺度的铁电畴图形的精确制作，但目前扫描探针图形化方法存在速度慢的缺点，而电子束图形化方法还有一些基础问题有待解决。


利用铁电畴定位的表面反应，以铁电材料作为衬底，可以组装多种纳米结构到预先确定的位置。


目前已成功实现一些金属纳米粒子、纳米线、纳米管以及有机基团和生物基团的定位沉积。可见，铁电刻蚀提供了一种自下而上的纳米制造技术，在纳米器件领域显示了良好的应用前景。


近期铁电刻蚀技术的研究重点之一是进一步发展成熟的铁电畴图形化方法。重要研究内容包括小尺寸复杂图形的微电极制作技术，高速、高压和多探针等扫描探针技术的应用以及电子束辐照下铁电畴翻转的定量化和铁电表面损伤的研究。同时，新的铁电畴图形化方法，如离子束诱导、激光诱导等方法也值得去探索。另一个研究重点则是推进铁电刻蚀技术在纳米器件领域的应用。一方面是开展不同的铁电衬底上多种纳米功能材料、有机功能基团和生物功能基团的自组装研究，制作实际的纳米器件，另一面是加强铁电刻蚀技术与现有微电子技术的兼容性研究，为未来的实用化奠定基础。