Формирование медных тонкопленочных электродов на пленках ПВДФ методом магнетронного распыления

Ключевые слова: СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ, ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИД, ПВДФ, МАГНЕТРОННОЕ РАСПЫЛЕНИЕ, ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

Аннотация

Полимерные сегнетоэлектрические пленки на основе поливиниледенфторида (ПВДФ) могут успешно применяться вместо PZT керамики в гидрофонах, микрофонах, датчиках механического давления и вибрации, за счет высокого пьезоэлектрического коэффициента среди полимерных материалов до 30 пКл/Н, широкой полосы пропускания от 10 Гц до 1 МГц, на порядок меньшего импеданса, близкого к импедансу воды и тканям человека, а также свойствам химической инертности и гибкости.
Стандартная структура датчика на пленке ПВДФ состоит из самой пленки ПВДФ с нанесенным на её поверхности тонкопленочным электродом. Наиболее популярным методом формирования тонкопленочных электродов является магнетронное распыление. Однако, ПВДФ пленки способны утрачивать пьезоэлектрические свойства при нагреве до 100 ºC, что приводит к необходимости отработки режимов нанесения электродов, не оказывающих негативное влияние на чувствительность и работоспособность конечных устройств.
Таким образом целью данной работы является отработка режимов формирования проводящих электродов на ПВДФ пленках методом магнетронного распыления.
Результатом работы являются отработанные на установке МГТУ-1 режимы магнетронного нанесения на пленку ПВДФ (PolyK, США) медных тонкопленочных электродов толщиной от 50 до 500 нм с параметрами мощности 150 Вт постоянного тока и времени нанесения от 8 до 80 минут, при которых сохраняется высокий пьезоотклик датчиков порядка 25 пКл/Н,  и поверхностное сопротивление составляет менее 0,2 Ом/□.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № FSFN-2025-0004).

Keywords: FERROELECTRICS, POLYVINYLIDENEFLUORIDE, MAGNETRON SPUTTERING, THIN FILM ELECTRODS

Abstract