利科使用激光退火技术成功地结晶了PZT膜

东京，2013年5月21日 - Ricoh Company，Ltd。（总裁兼首席执行官：Zenji Miura），已成功地结晶了PZT（二甲酸二锆钛酸盐）^（*1），通过CSD方法以漆黑形式生产^（*2），使用独特的技术。该技术应用了半导体激光器，并已证明获得的膜表现出适合PZT的位移特性。Ricoh是世界上第一个获得具有位移特征的PZT膜的世界上第一家，其原始辐照技术在激光退火技术中使用半导体激光^（*3）。

这项技术与压电元素^（*4）IJP方法的编队技术（一种喷墨印刷技术）Ricoh于2012年5月宣布，可以绘制执行器^（*5）在硅底物上作为3D建模模式的分钟大小（几至几百微米）。它使用用激光退火技术结晶的压电材料进行成型。除了包括成像设备，硬盘驱动器以及需要在微小区域中取代功能的显示的MEMS领域外，这些技术还可以在传感器领域中使用，能够测量微小的压力和加速度。

尽管PZT材料用于许多压电元素，例如传感器和执行器，但RicoH这次开发的内容应用激光退火技术来在结晶过程中使用CSD方法生产PZT膜。到目前为止，这种结晶过程是通过在电炉中加热到约750℃的，几乎所有热容量都用于升高和降低基板和炉子本身的温度，从而大量浪费热量和运行时间。使用激光退火技术，因为只有激光束辐照的截面在本地加热，因此没有浪费的能量，因为仅加热了底物上的PZT膜。

激光退火的结晶问题在于如何均匀改善结晶度而不会引起裂纹和剥离。为了解决这个问题，即使使用激光束，也需要在辐射均匀时的温度。RICOH通过开发一个能够（1）使激光束点矩形（通常为圆形）的几何形状的独特光学系统实现了解决方案，以符合设备形式，（2）使激光束的强度分布（束光束轮廓））长圆形（通常在通常的高斯分布）。除此之外，通过合理化激光功率和辐照时间来解决破裂和剥离问题。

在全球范围内，只有少数情况下，使用激光退火技术获得了PZT膜的位移特征。其他案例使用准分子激光照射，使系统大而昂贵。由于脉冲激光辐射，它们还需要长时间处理时间。另一方面，Ricoh的过程使用了半导体激光器，使系统保持较小且廉价，并具有进一步的优势，即由于连续光，可以在短时间内进行处理。

为了通过CSD方法产生PZT膜，还需要进行干燥和毒热的热量（除结晶）。尽管将激光退火应用于最重要的结晶过程以确定此处的薄膜特性，但它也适用于干燥和热解过程。通过对所有加热过程采用激光退火技术，我们的暂定估计表明，CO2排气可将其降低到十分之一，并且可以使用电炉将处理时间减半。

这项技术是通过与德国弗劳恩霍夫激光技术研究所（也称为：ILT）的联合研究开发的。

Ricoh将于2013年5月22日至25日在京都举行，将在“第30届铁电材料及其应用（FMA30）”上宣布这项技术。

• *1PZT（锆铅钛酸铅）：紫锆酸和铅钛酸铅的固体溶液陶瓷；它用于家用气体电器，超声传感器，压电蜂鸣器等中的压电点火元件。目前，这种压电材料是最通用的。
• *2CSD方法：化学溶液沉积法的缩写（也称为Sol-Gel方法）是通过从SOL溶液的凝胶化开始合成材料。它是一种低温合成方法，可以应用于各种微观结构，拓扑和功能的材料的合成材料。
• *3激光退火技术：一种通过激光照射的热作用导致金属或半导体晶体晶格转化的技术。该技术的特征是，仅可能的部分的局部退火处理（热处理以消除热量通过热量来消除内部失真）是可能的，并且可以在短时间内进行处理。
• *4压电元素：通过施加电压扩展和收缩的元素。此外，施加电压或在施加外力时被充电时变形现象也称为压电效应。
• *5执行器：将输入能量转换为物理运动的机制。一个通常称为的执行器是一种将电能转化为运动的装置，并广泛用于家用电器，航空工业和人造肌肉的研究。

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