鐵電材料及其在存儲器領(lǐng)域的應(yīng)用

1、PAGE PAGE 11目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc388811121 摘 要 PAGEREF _Toc388811121 h 1 HYPERLINK l _Toc388811123 Abstract PAGEREF _Toc388811123 h 1 HYPERLINK l _Toc388811124 1 前言 PAGEREF _Toc388811124 h 1 HYPERLINK l _Toc388811125 2 壓電材料 PAGEREF _Toc388811125 h 2 HYPERLINK l _Toc388811126 3 儲能用鐵電介質(zhì)

2、材料 PAGEREF _Toc388811126 h 3 HYPERLINK l _Toc388811127 3.1 BaTiO3基陶瓷 PAGEREF _Toc388811127 h 3 HYPERLINK l _Toc388811128 3.2 SrTiO3基陶瓷 PAGEREF _Toc388811128 h 4 HYPERLINK l _Toc388811129 3.3 TiO2陶瓷 PAGEREF _Toc388811129 h 4 HYPERLINK l _Toc388811130 3.4 PMN 基陶瓷以鈮鎂酸鉛 PAGEREF _Toc388811130 h 4 HYPERLI

3、NK l _Toc388811131 4 有機(jī)鐵電薄膜材料 PAGEREF _Toc388811131 h 4 HYPERLINK l _Toc388811132 5 鐵電阻變材料 PAGEREF _Toc388811132 h 5 HYPERLINK l _Toc388811133 6 多鐵性材料 PAGEREF _Toc388811133 h 5 HYPERLINK l _Toc388811134 7 鐵電材料的應(yīng)用 PAGEREF _Toc388811134 h 5 HYPERLINK l _Toc388811135 7.1 鐵電存儲器(MFSFET) PAGEREF _Toc38881

4、1135 h 6 HYPERLINK l _Toc388811136 7.2 鐵電存儲器的應(yīng)用 PAGEREF _Toc388811136 h 8 HYPERLINK l _Toc388811137 8 結(jié)語 PAGEREF _Toc388811137 h 9 HYPERLINK l _Toc388811138 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc388811138 h 101鐵電材料及其在存儲器領(lǐng)域的應(yīng)用摘 要： 鐵電材料的優(yōu)秀電學(xué)性能孕育了它廣闊的應(yīng)用前景，其電子元件有著集成度高、能耗小、響應(yīng)速度快等眾多優(yōu)點。而且目前研究者將鐵電材料同其它技術(shù)相結(jié)合，使新誕生的集成鐵電材料性能更為優(yōu)秀。介紹

5、了鐵電材料的發(fā)展歷史和當(dāng)前的應(yīng)用概況。關(guān)鍵詞：鐵電材料；鐵電性；存儲器；應(yīng)用Application of ferroelectric materials and in the area of memoryAbstract： Ferroelectric materials, one of the current research focuses with numbers of physical advantages such as high integration, low energy consumption and fast response, has broad application p

6、rospects in many aspects Being combined with other physical technologies,the properties of ferroelectric materials can be significantly improvedDescribes the historical development of ferroelectric materials and current applicationsKeywords： ferroelectric materials；Iron electrical；memorizer ；develop

7、ment1 前言鐵電材料，是指具有鐵電效應(yīng)的一類材料，最早的鐵電效應(yīng)是在1920年由法國人Valasek在羅謝爾鹽中發(fā)現(xiàn)的，這一發(fā)現(xiàn)揭開了研究鐵電材料的序幕。在1935 年 Busch發(fā)現(xiàn)了磷酸二氫鉀KH2PO4簡稱 KDP，其相對介電常數(shù)高達(dá)30，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)時的其它材料。1940年之后，以BaTiO3為代表的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電材料陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，這是鐵電歷史上里程碑式的時期。直至20世紀(jì)80年代，隨著鐵電唯象理論和軟膜理論的逐漸完善，鐵電晶體物理內(nèi)涵的研究趨于穩(wěn)定。20世紀(jì)80年代中期，薄膜制備技術(shù)的突破為制備高質(zhì)量的鐵電薄膜掃清了障礙，并且近年來隨著對器件微型化、功能集成化、可靠性等要求的不

8、斷提高，傳統(tǒng)的鐵電塊體由于尺寸限制已經(jīng)不能滿足微電子器件的要求。鐵電器件在向薄膜尺寸量級過渡的同時又與半導(dǎo)體工藝結(jié)合，研究者們迎來了集成鐵電體的時代。集成鐵電體是凝聚態(tài)物理和固體電子學(xué)領(lǐng)域的熱門課題之一。鐵電材料有著豐富的物理內(nèi)涵，除了具備鐵電性之外，還具有壓電性、介電性、熱釋電性、光電效應(yīng)、聲光效應(yīng)、光折變效應(yīng)以及非線性光學(xué)效應(yīng)等眾多性能，可用于制備電容器件、壓力傳感器、鐵電存儲器、波導(dǎo)管、光學(xué)存儲器等一系列電子元件，鐵電材料因其廣闊的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。目前的鐵電器件往往僅單獨用到了鐵電材料中的單一性能，如壓電性或者熱釋電性。將鐵電材料中的性能綜合在一起或者將鐵電技術(shù)同半導(dǎo)體等其它技術(shù)結(jié)合

9、在一起的集成鐵電材料有著更為強(qiáng)大的功能。鐵電材料的研究進(jìn)展主要包括：提高現(xiàn)有材料的單一性能，如壓電材料中準(zhǔn)同型相界以及合適的晶格取向會大幅度提高壓電系數(shù)。開發(fā)新型鐵電材料，如存儲能量的電介質(zhì)和有機(jī)鐵電材料。將鐵電性同其他性能結(jié)合，包括可以實現(xiàn)磁電互控的具備多種初級鐵性的多鐵材料，以及可以通過鐵電極化調(diào)控材料內(nèi)部電阻的鐵電阻變材料。2 壓電材料所有的鐵電材料都同時具備鐵電性和壓電性。鐵電性是指在一定溫度范圍內(nèi)材料會產(chǎn)生自發(fā)極化。由于鐵電體晶格中的正負(fù)電荷中心不重合，因此即使沒有外加電場，也能產(chǎn)生電偶極矩，并且其自發(fā)極化可以在外電場作用下改變方向1。當(dāng)溫度高于某一臨界值時，其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，正負(fù)

10、電荷中心重合，自發(fā)極化消失，這一溫度臨界值稱為居里溫度(Tc)。壓電性是實現(xiàn)機(jī)械能電能相互轉(zhuǎn)換的一種性質(zhì)。若在某一方向上給材料施加外力使材料發(fā)生形變，其內(nèi)部會發(fā)生極化并在表面產(chǎn)生電荷，這就是壓電效應(yīng); 相反，若給材料施加電場則材料會發(fā)生形變而產(chǎn)生機(jī)械力，這就是逆壓電效應(yīng)。所有的鐵電材料都具備上述2 種特性，這是構(gòu)建機(jī)電系統(tǒng)的材料基礎(chǔ)之一。隨著器件微型化要求的逐步提高，傳統(tǒng)的壓電塊體正逐步向壓電薄膜過渡，特別是微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electromechanical System，MEMS) 的出現(xiàn)以及薄膜生長技術(shù)的完善，使壓電薄膜成為主要的研究內(nèi)容。并非所有的壓電材料都具備鐵電性，如壓電薄膜

11、ZnO，AlN就不具備鐵電性。這兩者有著近似的壓電性能，都在0001方向上表現(xiàn)出壓電性。一般來說AlN 比 ZnO有著更大的優(yōu)勢，首先AlN能夠更好地和Si基的半導(dǎo)體技術(shù)兼容。另外，AlN 的能隙高達(dá)6eV，有著更好的電絕緣性，而ZnO的能隙只有3eV，并且 Zn 離子容易變價2，因此制備絕緣性好的 ZnO 非常困難。良好的直流導(dǎo)電性會使材料在低頻下的介電損耗變大，基于這類材料的傳感器和驅(qū)動器在10KHz以下工作時有很大的損耗。表1列出了3種壓電薄膜的主要性能參數(shù)3-5。表1不同類型壓電薄膜的壓電性能、介電性能對比3 儲能用鐵電介質(zhì)材料作為脈沖功率技術(shù)設(shè)備主體部分的高功率脈沖電源，為脈沖功率裝

12、置的負(fù)載提供電磁能量，主要由初級能源、能量儲存系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換和釋放系統(tǒng)組成。目前，主要有機(jī)械能儲能、電容器儲能、電化學(xué)儲能3種方式用于脈沖功率技術(shù)的能量儲存。相對于其它儲能器件，電容器儲能因為具有儲能密度高、能量釋放速度快、可靠性高、安全性高、價格低廉以及較易實現(xiàn)輕量化和小型化等優(yōu)點，因此成為目前高功率脈沖電源中應(yīng)用最廣的儲能器件之一6-7。3.1 BaTiO3基陶瓷以 BaTiO3陶瓷為代表的鐵電體具有較高的介電常數(shù)，是制造鐵電陶瓷電容器的基礎(chǔ)材料，也是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的電子陶瓷材料之一。在介電層厚度確定的情況下，材料的介電常數(shù)越高，電容器的比電容越大，越易于實現(xiàn)器件的小型化。許多研究結(jié)

13、果表明，摻雜可以改善 BaTiO3陶瓷的介電性能從而更有利于儲能電容器應(yīng)用，可以摻雜的元素離子包括 Nd3+，Ca2+，Sr2+，La3+，Sn4+，Zr4+，Mg2+，Co3+，Nb5+，Mn4+和稀土離子的摻雜8。表2為常用的高介電穩(wěn)定 性BaTiO3鐵電陶瓷系統(tǒng)材料的配方，添加物種類其測試的性能9。表2高介電穩(wěn)定性 BaTiO3鐵電陶瓷系統(tǒng)的配方及其性能3.2 SrTiO3基陶瓷SrTiO3基陶瓷具有高介電常數(shù)，低介電損耗和穩(wěn)定的溫度、頻率和電壓特性，是用于制備大容量陶瓷晶界層電容器的理想材料。Yamaoka等研制出的系列陶瓷不僅具有優(yōu)良的介電性能和顯著的伏安非線性特性，而且具有吸收10

14、003000 A/cm2這樣較高電涌的能力，所以該材料兼有大容量電容器和壓敏電阻器的功能。SBBT陶瓷屬于SrTiO3系，是在SrTiO3-m( Bi2O3 nTiO2)系(簡稱SBT)陶瓷的基礎(chǔ)上加入BaTiO3等燒制而成的，具有介電常數(shù)大，介質(zhì)損耗小，擊穿場強(qiáng)高的特點10。3.3 TiO2陶瓷TiO2陶瓷具有高的耐擊穿強(qiáng)度(350kV/cm)和較高介電常數(shù)(110)，從而具有可觀的儲能密度。研究表明11，納米晶TiO2陶瓷比粗晶制備的 TiO2陶瓷具有更高的耐擊穿強(qiáng)度(最高可達(dá)2200 kV/cm)。3.4 PMN 基陶瓷以鈮鎂酸鉛 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(簡稱PMN)為代表的鉛

15、基復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)弛豫型鐵電陶瓷，以其優(yōu)良的介電、鐵電性能，在多層陶瓷電容器(MLCC)和高壓高介電常數(shù)電容器等諸多方面，正被各國學(xué)者所關(guān)注，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。PMN-PT12，PMN-PTBT13也都屬于PMN基的電容器材料。4 有機(jī)鐵電薄膜材料有機(jī)鐵電薄膜的制備方法包括溶膠凝膠法、旋涂法(Spin-Coating)、分子束外延技術(shù)及Langmuir-Blod-get膜技術(shù)等。與傳統(tǒng)的無機(jī)材料相比，有機(jī)聚合物材料具有易彎曲、柔韌性好、易加工、成本低等優(yōu)點而備受關(guān)注。作為一種新型的鐵電體，鐵電高分子聚合物的研究主要以聚偏氟乙烯(Poly Vinylidene Fluoride，PVDF)及

16、其共聚物為代表。此外，具有鐵電性的聚合物材料還有聚三氟乙烯、聚氨酯和奇數(shù)尼龍等14-16。有機(jī)鐵電材料具有良好的壓電和電致伸縮效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、光學(xué)非線性效應(yīng)和介電響應(yīng)，廣泛應(yīng)用于傳感器、探測器、換能器、非易失性存儲器等電子器件中。鐵電存儲器利用鐵電材料產(chǎn)生的不同方向的剩余極化來存儲信息，基于有機(jī)鐵電聚合物薄膜的電容結(jié)構(gòu)的鐵電存儲器在 1995年被提出。5 鐵電阻變材料不同于鐵電材料在極化翻轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)電流，鐵電極化調(diào)制鐵電材料內(nèi)部電阻在2009年以前鮮有報道，尚未有成熟的理論。傳統(tǒng)意義上，當(dāng)鐵電材料的電阻值在絕緣體范圍，鐵電極化能夠被翻轉(zhuǎn)，同時伴隨較大的瞬態(tài)極化電流，但是穿過鐵

17、電材料自身的穩(wěn)態(tài)電流(比如漏電流)非常微弱，此時無需考慮鐵電極化與鐵電材料自身穩(wěn)態(tài)電流的耦合關(guān)系。當(dāng)鐵電材料的電阻值較小時，鐵電極化難以翻轉(zhuǎn)，即難以觀測到鐵電極化翻轉(zhuǎn)與鐵電材料自身穩(wěn)態(tài)電流的耦合現(xiàn)象。2000年前后Julian等人提出，如果鐵電薄膜尺度在5nm以下，電子可以在小于鐵電矯頑場的電場作用下隧穿鐵電薄膜，樣品的電阻值較小，鐵電薄膜的極化翻轉(zhuǎn)將影響電子隧穿勢能和隧穿電流17。6 多鐵性材料多鐵性材料指具2種以上初級鐵性體特征的材料，此類性質(zhì)包括鐵電性、反鐵電性、鐵磁性以及反鐵磁性等。多鐵性材料的研究是目前材料科學(xué)及凝聚態(tài)物理中的一個寬廣的新領(lǐng)域，蘊(yùn)含著豐富的材料科學(xué)與物理學(xué)研究課題，以

18、及可預(yù)期的廣闊應(yīng)用前景。鐵電存儲器(FeRAMs)讀寫速度快、集成度高，然而存在破壞性讀取和疲勞等問題。磁致電阻隨機(jī)存儲器(MRAMs)的讀取雖是非破壞性的，但卻有讀取時間較慢并且磁寫入所需功率較大等缺點。多鐵性材料的出現(xiàn)為 FeRAMs 和MRAMs 各自優(yōu)點(低功率的電寫入操作和非破壞性的磁讀取操作)的融合提供了契機(jī)。多鐵性材料具有同時存在的鐵電性和磁性，是一種新型多功能材料，提供了同時用電極化和磁化來編碼儲存信息的可能性，而且還存在磁性和電性的強(qiáng)耦合，可以實現(xiàn)磁性和電性的互相調(diào)控18。7 鐵電材料的應(yīng)用7.1 鐵電存儲器(MFSFET)鐵電材料是具有自發(fā)極化，且自發(fā)極化有兩個或多個取向，

19、自發(fā)極化的取向可以在外加電場的作用下轉(zhuǎn)向的材料19,20。鐵電材料剩余極化的兩種狀態(tài)分別對應(yīng)著存儲器的“0”態(tài)和“1”態(tài)，并能通過外電場的方向的改變進(jìn)而改變存儲狀態(tài)來讀取信息，這為信息存儲提供了可能，從而產(chǎn)生了鐵電存儲器這一新的存儲器件。MFS(Metal Ferroelectric Semiconductor)FET；在MOS中用鐵電薄膜(F)代替二氧化硅柵氧化物薄膜(O)構(gòu)成MFSFET場效應(yīng)管；由于極化滯后，漏電流展現(xiàn)兩種狀態(tài)：開，關(guān)；讀寫過程不需要大電場，在讀后也不需重寫。設(shè)計簡單。隨著整機(jī)和系統(tǒng)向著小型化、輕量化方向發(fā)展，微電子、光電子、微電子機(jī)械等對鐵電材料提出了小型化、薄膜化、集

20、成化等要求。在此背景下，鐵電材料與工藝和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料與工藝相結(jié)合而形成了一門新興的交叉學(xué)科集成鐵電學(xué)(Intergrated Ferroelectrics)。同時，鐵電材料及器件的研究發(fā)生了兩個重要的轉(zhuǎn)變：一是由單晶器件向薄膜器件發(fā)展；二是由分立器件向集成化器件發(fā)展。7.1.1 存儲原理鐵電晶體屬于典型的 ABO3 型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)21，如圖3所示。在居里溫度(Tc) 以下，鐵電晶體發(fā)生自發(fā)畸變，B 位原子相對晶胞中其他原子發(fā)生位移，產(chǎn)生凈偶極矩,形成自發(fā)極化。沒有外加電場的情況下，+Pr 和 Pr 就表示了“0”、“1”兩種穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)外電場作用于鐵電晶體時，中心原子順著外加電場的方向在晶體

21、里上下移動，它需要通過一個能量勢壘，能引起電荷擊穿。內(nèi)部電路感應(yīng)到電荷擊穿并配置存儲器。當(dāng)電場從晶體移走后，中心原子會保持在原來的位置，存儲器的狀態(tài)也得以保存。鐵電存儲器不需要定時更新，斷電后數(shù)據(jù)能夠繼續(xù)保存，速度快而且不容易寫壞。鐵電存儲器是基于鐵電材料的鐵電特性進(jìn)行信息存儲的。這使得它在不加電場的情況下保持穩(wěn)定不變，并且不受輻照等干擾源的影響，因而鐵電存儲器具有非揮發(fā)性、抗輻射、抗干擾和存儲速度快的優(yōu)良特性。圖3 鐵電薄膜電滯回線及存儲原理示意圖7.1.2 鐵電隨機(jī)存儲器同時，隨著計算機(jī)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，對信息存儲器的存儲密度、讀寫速度、功耗和存儲壽命等提出了更高的要求，而現(xiàn)有的傳統(tǒng)非易

22、失性存儲器，如 EEPROM、Flash 等已經(jīng)難以滿足這些要求。同傳統(tǒng)的非易失性存儲器相比，鐵電隨機(jī)存儲器(FeRAM)具有一些獨一無二的特征。鐵電隨機(jī)存儲器能兼容RAM 的一切功能，并且和ROM技能一樣，是一種非易失性的存儲器。同時，它具有功耗小、讀寫速度快、抗輻照能力強(qiáng)、可存儲大量資料的動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM) 與高速運作的靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)的優(yōu)點，在斷電后，資料不會消失，亦具備閃存儲器的優(yōu)點。因此對應(yīng)用于電子計算機(jī)系統(tǒng)的鐵電存儲器進(jìn)行重點研究。鐵電材料的非線性性質(zhì)可以用來制造電容可調(diào)的電容器。一個鐵電電容器的典型結(jié)構(gòu)是兩個電極夾一層鐵電材料。鐵電材料的介電常數(shù)不僅可以調(diào)節(jié)，而

23、且在相變溫度附近值非常大。這使得鐵電電容器與其他電容器相比體積非常小。 帶有滯歸特性的自發(fā)極化的鐵電材料可以用來制造存儲器。在實際應(yīng)用中，鐵電材料可以用來制造電腦和RFID卡。這些應(yīng)用通常是基于鐵電薄膜，這樣用一個不太大的電壓就可以產(chǎn)生一個強(qiáng)大的矯頑場。鐵電材料可作信息存儲、圖象顯示，像BaTiO3一類的鈣鈦礦型鐵電體具有很高的介電常數(shù)可以做成小體積大容量的陶瓷電容器。鐵電薄膜能用于不揮發(fā)存貯器外，還可利用其壓電特性，用于制作壓力傳感器，聲學(xué)共振器，還可利用鐵電薄膜熱釋電非致冷紅外傳感器研究MEMS的微傳感器和微執(zhí)行器。7.1.3 非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲器(NvFeRAM)其特點為：即使在電源中

24、斷的情況，存儲的信息也不會丟失；鐵電體不僅作為電容而且是存儲器的一部分；低電壓運作(1.0-5.0V), 低功耗；小尺寸，僅為EEPROM單元的20%；抗輻射。(軍用，衛(wèi)星通訊)；高速：200ns讀取時間；易與其它Si器件集成。7.1.4 鐵電動態(tài)隨機(jī)存取存儲(DRAM)鐵電薄膜作為一大介電常數(shù)的電容介質(zhì)；利用鐵電體大的介電常數(shù)(=100-2000)，代替原來用的SiO2(=3.9)，可以減小存儲單元面積。7.2 鐵電存儲器的應(yīng)用鐵電存儲器最早應(yīng)用于美國軍事的核武器中，現(xiàn)已成功的轉(zhuǎn)為商用(包括商業(yè)衛(wèi)星)，今后將主要用于智能卡，sony walkman player的自動存儲器，個人電腦等中。同

25、時由于這種新產(chǎn)品的工作速度優(yōu)于閃存，其特別適用于交通管理系統(tǒng)作為非接觸的集成電路卡。利用這種集成電路卡，車輛可快速通過收費站，從而提高公路運輸效率。使用這種新型集成電路可在噪雜的環(huán)境下進(jìn)行快速的識別，甚至可將其用于電子貨幣。發(fā)揮其節(jié)電和工作速變快的優(yōu)點，其可用于便攜裝置的控制用集成電路之中。其主要有以下幾方面的應(yīng)用7.2.1 數(shù)據(jù)采集和記錄鐵電存儲器(FRAM)的出現(xiàn)使工程師可以運用非揮發(fā)性的特點進(jìn)行多次，高速寫入。在這以前，在只有EEPROM的情況下，大量數(shù)據(jù)采集和記錄對工程師來說是一件非常頭疼的事。數(shù)據(jù)采集包括記錄和儲存數(shù)據(jù)。更重要的是能在失去電源的情況下，不丟失任何資料。在數(shù)據(jù)采集的過程

26、中，數(shù)據(jù)需要不斷高速寫入，對舊資料進(jìn)行更新。EEPROM的寫入壽命和速度往往不能滿足要求。典型應(yīng)用包括：儀表(電力表，水表，煤氣表，暖氣表，記程車表)，測量，醫(yī)療儀表，非接觸式聰明卡(RFID)，門禁系統(tǒng)，汽車記錄儀(了解汽車事故的黑匣子)7.2.2存儲配置參數(shù)(configuration/Setting Data)以往在只有EEPROM的隋況下，由于寫入次數(shù)限制，工程師們只能在偵測到掉電的時候，才把更新了的配置參數(shù)及時地存進(jìn)EEPROM里。這種做法很明顯地存在著可靠性的問題。鐵電存儲器(FRAY)的推出使工程師可以有更大的發(fā)揮空問去選擇實時記錄最新的配置參數(shù)。免去是否能在掉電時及時寫入的憂慮

27、。典型應(yīng)用包括：電話里的電子電話簿，影印機(jī)，打印機(jī)，工業(yè)控制，機(jī)頂盒(SetTopBox)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，TFT屏顯，游戲機(jī)，自動販賣機(jī)7.2.3 非揮發(fā)性緩沖(buffer)記憶鐵電存儲器(FRAM)無限次快速擦寫的優(yōu)點，使得這種產(chǎn)品十分適合擔(dān)當(dāng)重要系統(tǒng)里的暫存(buffer)記憶體。在一些重要系統(tǒng)里，往往需要把資料從一個子系統(tǒng)非實時地傳到另一個子系統(tǒng)去。由于資料的重要性，緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)在斷電時不能丟失。以往，工程師們只能通過SRAM加后備電池的方法去實現(xiàn)。顯然這種方法隱藏著電池耗干，化學(xué)液體泄出等安全，可靠性問題。鐵電存儲器(FRAM)的出現(xiàn)為業(yè)界提供了一個高可靠性，但低成本的方案。典型應(yīng)用包

28、括：銀行自動提款機(jī)(ATM)，稅控機(jī)，商業(yè)結(jié)算系統(tǒng)(POS)，傳真機(jī)7.2.4 SRAM的取代和擴(kuò)展FRAM無限次快速擦寫和非揮發(fā)性特點使工程師可以把現(xiàn)在電路上分離的SRAM和EEPROM兩種存儲器整合到一個鐵電存儲器里，為整個系統(tǒng)節(jié)省功耗與成本、減少體積，同時增加整個系統(tǒng)的可靠性。如可用一個FRAM加一個便宜的單片機(jī)方案來取代一個嵌入式SRAM的較貴單片機(jī)加外圍EEPROM的系統(tǒng)方案。我們向來用EEPROM來存儲設(shè)置資料和啟動程式，用SRAM來暫存系統(tǒng)或運算變數(shù)。如果掉電后這些數(shù)據(jù)仍需保留的話，我們會通過加上后備電池的方法去實現(xiàn)。很久以來我們沒有檢驗這種記憶體架構(gòu)的合理性。鐵電存貯器(FRA

29、M)的出現(xiàn)為大家提供了一個簡潔而高性能的一體化存儲技術(shù)。典型應(yīng)用包括：用鐵電存儲器(FRAM)加一個便宜的單片機(jī)來取代一個較貴的SRAM嵌入式單片機(jī)和外圍EEPRoM。8 結(jié)語鐵電性已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了90多年了，鐵電材料的研究也是取得了很大的進(jìn)展，并逐步應(yīng)用到我們的生活中，改變著我們的生活。同時，鐵電材料以及器件的研究任然存在很多問題，還有待我們在新原理、新方法、新效應(yīng)、新應(yīng)用進(jìn)一步的深入研究和應(yīng)用。參考文獻(xiàn):1 Trolier-Mckinstry S，Muralt PThin Film Piezoelectrics for MEMSJJournal of Electroceramics，2004，

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