Cristal de tantalate de lithium et son application - 06

2.3 Film monocristallin de tantalate de lithium

Après les années 1980, la technologie de préparation de couches minces s’est développée rapidement. Actuellement, les technologies de préparation couramment utilisées  de monocristal de tantalate de lithium (www.wisoptic.com) couche mince  comprennent principalement le dépôt chimique en phase vapeur, le dépôt physique en phase vapeur, la pulvérisation magnétron et la méthode sol-gel.

La méthode de dépôt chimique en phase vapeur synthétise un film mince sur un substrat par une réaction chimique et contrôle avec précision la composition chimique du produit. Il présente les caractéristiques d’un faible stress et d’une bonne qualité. Cependant, il est difficile de contrôler la température du substrat lors de la préparation du film mince.  les exigences sur la qualité du substrat en couche mince  sont plus élevés. Technologie d'évaporation thermique  est principalement utilisé pour préparer des films minces monocristallins de tantalate de lithium par dépôt physique en phase vapeur. Mais comme la source d'évaporation thermique diverge et que l'uniformité du dépôt est difficile à assurer, le  qualité du film  ne peut pas être confirmé ; et le  les films pourraient être  déséquilibre dans le rapport stœchiométrique des éléments de la composition  en raison des différentes pressions de vapeur saturée des différents éléments. La pulvérisation magnétron est une méthode couramment utilisée pour préparer des films minces de tantalate de lithium ces dernières années. Il y a plus de 130 ans, Grove a découvert le phénomène physique de la pulvérisation cathodique, aujourd'hui largement utilisé dans la préparation de divers films minces.

Le film de tantalate de lithium préparé par pulvérisation magnétron présente les caractéristiques d'une bonne densité, d'une forte adhérence du film et d'une faible contrainte. Yasuyoshi Saito et coll. préparé un film de tantalate de lithium monocristallin pour la première fois et découvert qu'il  a une structure monocristalline. GiaRusso et coll. utilisé du verre comme matériau de substrat et utilisé la pulvérisation magnétron pour préparer un film mince de tantalate de lithium avec de bonnes performances. Zhang Kaisheng et coll. utilisé une méthode de recuit thermique rapide pour recuire des films de tantalate de lithium coupés en Z préparés par découpage d'ions cristallins à différentes températures et durées, et étudié les effets des paramètres de recuit sur la microstructure et les propriétés diélectriques des films de tantalate de lithium. Des recherches ont montré qu'un recuit thermique rapide peut libérer partiellement la déformation du réseau en fonction du déplacement du pic de diffraction des rayons X (DRX). Cette libération du réseau affecte également la constante diélectrique et la perte diélectrique. Les tests de microscopie à force atomique ont révélé que les grains sont anormalement longs. Une recristallisation importante et anormale a été observée dans des échantillons recuits à des températures plus élevées ou pendant des périodes plus longues. Une augmentation anormale de la constante diélectrique et de la perte diélectrique des échantillons recuits à 600°C a également été mesurée. La raison a été analysée comme étant le résultat d’une croissance anormale des grains. Cela prouve que le recuit thermique rapide est une méthode efficace pour libérer les contraintes du réseau, qui peuvent affecter les propriétés électriques des films de tantalate de lithium préparés par découpage d'ions cristallins. La méthode sol-gel est actuellement la méthode la plus utilisée pour préparer des films de tantalate de lithium. Il peut contrôler avec précision le rapport de composition du film, présente un processus simple, un faible coût de fabrication et la qualité du film développé est bonne. En utilisant de l'éthanol de tantale et de l'acétate de lithium comme matières premières, en utilisant du méthyléthylèneglycol ou de l'éther méthylique d'éthylèneglycol comme solvant, le film de tantalate de lithium peut être préparé par centrifugation.