Исследование и разработка методов контроля параметров наноразмерных пленок твердых растворов титаната-цирконата свинца
Диссертация
Предложена методика определения в локальных областях электрофизических характеристик (время релаксации, скорость движения доменной стенки) сегнетоэлектрических пленок состава ЦТС толщиной менее 100 нм на основе сканирующей зондовой микроскопии с проводящими кантилеверами. Для экспериментальных пленок состава PbTi0,52Zr0,48O3 различной толщины определено значение времени релаксации to, составившее… Читать ещё >
Список литературы
- А.С.Сигов. Сегнетоэлектрические тонкие пленки в микроэлектронике// Соросовский образовательный журнал.-1996.-№ 10.-С.83−91.
- A.Fujisava, M. Furihata, I. Minemura et all. Effects of Zr/Ti Ratio on- Crystall Structure of Thin- Lead Zirconate-Titanate Films Prepared by Reactive Spattering//Jpn.J.Appl.Phys.-1993.-V.32.-P.4048−4051.
- S.Takahashi, S. Miyao, S. Yoneda M.Kuwabara. Preparation of Dense and-Pure Perovskite Ceramics in РЬ (№ 1/3М)2/з)Оз-РЬТЮз System//Jpn.J.Appl.Phys.-1993.-V.32.-P.4245−4248.
- S.Wada, T. Suzuki, T.Noma. The Effect of the Particle Sizes and^ the Correlational Sizes of Dipoles Introduced1 by the Lattice Defects on the Crystal Structure of Barium Titanate Fine Particles//Jpn.J:Appl.Phys.-1995.-V.34.-P.5368−5379.
- T.Tanimoto," K. Okazaki- K.Yamamoto. Tensile Stress-Strain^ Behavior of Piezoelectric Ceramics//Jpn.J.Appl.Phys.-1993.-V.32.-P.4233'-4236.
- T.Atsuki, N. Soyama,.G:Sasaki,.T.Yonezawa', K. Ogi, K. Sameshimaj K.Hoshiba, Yu. Nakao, A.Kamisawa. Surface Morphology ofi Lead-Based- Thin3 Films- and' Their Properties//Jpn. J. ApphPhys.-1994.-V.33.-P:5196−5200.
- Yu.Shichi, S. Tanimoto, T. Goto, K. Kuroiwa, Y.Tarui. Interaction of PbTi03 Films with-Si Substrate//Jpn.J.Appl.Phys.-1994.-V.33.-P.5172−5177.
- H.Hatano, S. Okamura, S. Ando, T.Tsukamoto. Properties of Ferroelectric Pb (Zr, Ti)03 Thin. Films on TiSi2/Sl Substrates//JpnJ.Appl.Phys.-1995.-V.34.-P.5263−5265.
- K.Takahashi, M: Nishida, S. Kawashima, K.Kugimiya. Piezoelectric Properties of Nanostructure-Controlled Lead: Perovskite-Based Ceramics//Jpn.J.Appl.Phys.-1994.-V.33.-P.5313−5316.
- S. Kudo, S. Tashiro, H.Igarashi. Oxygen-Atmosphere Firing of Piezoelectric Lead Zirconate Titanate Ceramics Substituted with. Lead Antimonate Niobate Having Submicron Particle. Sizes//JpmJiAppl.Phys.-1995.-V.35.-P.5303−5305.
- N.M. Shorrocks, A. Patel, M.J. Walker. Microelectronic Ingineering. 29, 59 (1995).
- R.W. Whatmore. Ferroelectrics 225, 179 (1999).
- Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. М.: Мир. 1974. 288 с.
- A.L. Kholkin, K.G. Brooks, D.V. Taylor, et al. Integrated Ferroelectrics. 22, 525 (1998).
- Bruchhaus R., Pitzer D., Schreiter M., J.Electroceram. 1999. V.3. P. l51−162
- Пронин И.П., Каптелов Е. Ю., Гольцев A.B. ФТТ. 2003. T.45. № 9, с. 16 851 690.
- Xu Yu., Mackenzie J.D. Ferroelelectric thin- films prepared- by sol-gel processing. // Integrated.Ferroelectrics. 1992. V.l. P. 17−42.
- Budd K.D., Dey S.K., Payne D.A. Thin-film, ferroelectric of PZT by sol-gel processing. //Proc.Brit.Ceram.Soc. 1985. V.36. P.107−121.
- Klee M., De Veirman A., Taylor D.J., Larsen P.K. Structure-property relations in polycrystalline titanate thin films. // Integrated Ferroelectrics. 1994. V.4. P. 197 206.
- Suchaneck G.- Lin Wen-Mei- Gerlach G.- Deyneka A.- Jastrabik L. Multitarget reactive sputter deposition of lead-enreached Pb (Zr, Ti)03 thin films. // Integrated Ferroelectrics. 2006. V.80. P. 189−202.
- Song Z.-T., Ren W., Zhang L.-Y., Yao X., Lin Ch. A study on abnormal electric properties of lead lanthanum titanate thin films caused by excess PbO. // Thin Solid Films. 1999. V.353. P.25−28.
- Okamura S., Abe N., Otani Y., Shiosaki T. Influence of Pt/Ti02 bottom electrodes on the properties of ferroelectric Pb (Zr, Ti) C>3 thin films. // Integrated Ferroelectrics. 2003. V.52. P. 127−136.
- Афанасьев В.П., Мосина Г. Н., Петров A.A., Пронин И. П., Сорокин Л. М., Тараканов. Особенности поведения конденсаторных структур на основе пленок цирконата-титаната свинца с избытком окиси свинца. // Письма в ЖТФ. 2001. Т.27. Вып.11. С. 56−63.
- Tagantsev А.К., Stolichnov I., Colla E.L., Setter N. Polarization fatigue inferroelectric films: basic experimental findings, phenomenological- scenarios, and microscopic features. //J.Appl.Phys. 2001. V.90.P.1387−1402:
- Chonge S.G., Goo E., Ramesh R. Microstructure of c-axis oriented lead titanate thin films by pulsed laser ablation. // Appl.Phys.Lett. 1993. V.62.P. 1742−1744.
- Watanabe H., Mihara Т., C.A. Paz de Araujo. Device effect of varios Zr/Ti ratios of PZT thin-film prepared by sol-gel method. // Integrated Ferroelectrics. 1992. V.1.N.2−4.P.293−304.
- Spierings G.A.C.M., Dormans G.J.M., Moors W.G.J., Ulenaers M.J.E., Larsen P.K. Stresses in Pt/Pb (Zr, Ti)03/Pt thin-film stacks for integrated ferroelectric capacitors. // J.Appl.Phys. 1995. V.78. P.926−1933.
- Grossmann M., Loshe O., Bolten 1)., Boettger U., Waser R., Hartner W., Kastner M., Schindler G. Lifetime estimation due to imprint failure in ferroelectric SrBi2Ta209 thin films. // Appl.Phys.Lett. 2000. V.76. P.363−365.
- Sputter-deposition, of 11 l.-axis oriented rhombohedral PZT films and their dielectric, ferroelectric and pyroelectric. properties / M. Adachi, T. Matsuzaki,
- N.Yamada, T. Shiosaki, A. Kawabata // Jpn.J.Appl.Phys. 1987. V.26. P.550−553.
- Xu Yu., Mackenzie J.D. Ferroelelectric thin films prepared by sol-gel processing//Integrated.Ferroelectrics. 1992. V.l. P. 17−42.
- Формирование и исследование свойств пленок цирконата-титаната свинца на диэлектрических подложках с подслоем платины / В .П. Афанасьев, Е. Ю. Каптелов, Г1Ъ Крамар, ИЛ. Пронин, Т. А. Шаплыгина // ФТТ. 1994. Т.36. Р.1657−1665.
- Iijima К, Ueda I, Kugimiya К. Preparation and. properties of lead zirconate — titanate thin films. // Jpn.J.Appl.PKys. 1991. V.30. P.2149−2151.
- Оптический контроль однофазности тонких поликристаллических сегнетоэлектрических пленок со структурой перовскита / И. П. Пронин, Н. В. Зайцева, Е. Ю. Каптелов, В. П. Афанасьев // Известия РАН, сер. физ. 1997. Т.61. Вып.2. С.379−382.
- Kelman M.B., Mclntyre P.G., Hendrix B.C., Bilodeau S.M., Roeder J.F. Structural analysis of coexisting tetragonal and rhombohedral phases in polycrystalline Pb (Zr0.35Ti0.65)03 thin films-//-Journal of Materials Research. -2003. V.18, N.l. — P. 173−179.
- Kelman M.B., Schloss L.F., Mclntyre P.C., Hendrix B.C., Bilodeau S.M., Roeder J.F. Thickness-dependent phase evolution of polycrystalline Pb (Zro.35Tio.65)03 thin films-//-Applied Physics Letters. 2002. — V.80, N.7. — P. 1258−1260.
- Kholkin A., Colla E., Brooks K., Muralt P., Kohli M., Maeder Т., Taylor D., Setter N. Interferometric study of piezoelectric degradation in ferroelectric thin films•//¦ Microelectronic Engineering. 1995. — V.29, N. l-4. — P. 261−264.
- Kholkin A.L., Colla E.L., Tagantsev A.K., Taylor D.V., Setter N. Fatigue of piezoelectric properties in Pb (Zr, Ti)03 films•//• Applied Physics Letters. 1996. -V.68, N.18. — P. 2577−2579.
- Kim S., Gopalan V., Kitamura K., Furukawa Y. Domain reversal and nonstoichiometry in lithium tantalate-//-Journal of Applied Physics. 2001. — V.90, N.6. — P. 2949−2963.
- Kirsch W., Helke G. Dielectric and piezoelectric properties of the ceramic ternary solid solutions Pb (№i/3Sb2/3)03-PbTi03-PbZr037/Hermsdorfer Technische Mitteilungen. 1971. — V. l 1, N.32. — P. 1010−1015.
- Kobayashi J., Yamada N., Nakamura T. Origin of the Visibility of the Antiparallel 180° Domains in Barium Titanate-//-Physical Review Letters.- 1963. -V.l 1, N.9. P. 410−414.
- Budd K.D., Dey S.K., Payne D.A. Thin-film ferroelectric of PZT by sol-gel processing. //Proc.Brit.Ceram.Soc. 1985. V.36. P.107−121.
- Dey S.K., Zulleg R. Integrated sol-gel PZT thin films on Pt, Si and GaAr for nonvolatile memory applications. // Ferroelectrics. 1990. V.108. P.37−46.
- Klissurska R.D., Maeder Т., Brooks K.G., Setter N. Microstructure of PZT sol: gel films on Pt substrates with different adhesion layers. // Microelectronic Engineering. 1995. V.29. P.297−300.
- Onsager L. Crystal Statistics. I. A Two-Dimensional Model with an OrderDisorder Transition. 1944. Phys. Rev. 65. P. l 17.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика (М.: Наука, 1964)
- Гинзбург В Л ЖЭТФ. 1945. 15. С. 739.
- Гинзбург В.Л. О поляризации и пьезоэффекте титаната бария вблизи точки сегнетоэлектрического перехода. ЖЭТФ. 1949. 19. С. 36.
- Ishikawa К, Yoshikawa К, Okada N. Size effect on the ferroelectrics phase transition in PbTi03 ultrafine particles. Phys. Rev. 1988. В 37. P.5852.
- Prasertchoung S., Nagarajan V., Ma Z., Ramesh R. Polarization switching of submicron*ferroelectric capacitors using an, atomic force microscope. Appl. Phys. Lett. 2004. 84. P.3130−3132.
- Batra I. P, Silverman B: D. Thermodynamic Stability of Thin Ferroelectric Films. Solid- State Commun. 1972*. M. P.291.70- Scott J.F. The physics of ferroelectric ceramic thin films for device applications. Ferroelectr. Rev. 1998. 1. P. 1−130.
- Li S, Eastman1 A., Li Z., Foster C.M., Newnham R.E., Cross L.E. Size effects in nanostructured ferroelectrics. Phys. Lett. 1996. A 212 P.341−346
- Yanase N., Abe K., Fukushima N., Kawakubo T. Thickness Dependence of Ferroelectricity in Heteroepitaxial BaTi03 Thin Film Capacitors. Jpn. J. Appl. Phys. 1999. 38. P.5305−5308.
- Karasawa J. Integr. Ferroelectrics. 1996. 12. P. 105.
- Li S., Eastman J.A., Vetrone J.M., Foster C.M., Newnham R.E., Cross L.E. Dimension and Size Effects in Ferroelectrics. Jpn. J. Appl. Phys. 1997. 36. P.5169.
- Maruyama Т., Saitoh M., Sakai I., Hidaka Т., Yano Y., Noguchi T. Growth and characterization of 10-nm-thick c-axis oriented epitaxial PbZr0.25Ti0 75О3 thin films on (100)Si substrate. Appl. Phys. Lett. 1998. 73. P.3524−3526.
- Tybell Т., Ahn C.H., Triscone J.-M. Ferroelectricity in Thin Perovskite Films. Appl. Phys. Lett. 1999. 75. P.856.
- Ghosez Ph., Rabe K.M. A microscopic model of Ferroelectricity in freestanding РЬТЮ3 Ultrathin Films. Appl. Phys. Lett. 2000. 76. P.2767−2769.
- Zembilgotov A.G. Ultrathin epitaxial ferroelectric films grown on compressive substrates: Competition between the surface and strain effects. J. Appl. Phys. 2004. 91. P.2247−2254.
- Tilley D.R., Zeks B. Landau theory of phase transitions in thick films. Solid State Commun. 1984. 49. P.823.
- Tilley D.R. Finite-Size Effects on Phase Transitions in Ferroelectrics. In Ferroelectric Thin Films: Synthesis and Basic Properties. Vol. 3. Eds, Paz De Araujo C., Scott J.F., Taylor G.F. Gordon and Breach, Amsterdam, 1996, P. l 1.
- Wang C.L., Zhong W.L., Zhang P.L. J. Phys.: Condens. Matter. 1992. 3. P.4743.
- Qu B.D., Zhang P.L., Wang Y.G., Zhong, W.L. Dielectric susceptibility of ferroelectric thin films. Ferroelectrics. 1994. 152. P.219−224.
- Lines M.E., Glass A.M. Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials (Oxford: Clarendon Press, 1977).
- Kohlstedt H., Pertsev N.A., Waser R. Size effects on polarization in epitaxial ferroelectric films and the concept of ferroelectric tunnel junctions including first results. Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2002. 688. P. l61.
- De Gennes P.G. Collective motions of hydrogen bonds. Solid State Commun. 1963. 1. P.132−137.
- Cottam M.G., Tilley D.R., Zeks B. Theory of surface modes in ferroelectrics. J. Phys. C: Solid State Phys. 1984. 17. P. 1793−1823.
- Жданов Г. С. Основы рентгеноструктурного анализа// М. -Л., 1940, 340с.
- Силибин М.В., Рощин В. М., Сагунова И. В., Шевяков В. И., Способформирования тонких пленок карбида вольфрама. Патент (21) № 2 009 135 890/12 (50 661) от 20.05.2010
- Sawyer C.B., Tower С.Н. Rochelle Salt as a Dielectric// Physical Review.-1930. V.35, N.3. — P. 269−273
- Спектрофотометры. Техническое описание и руководство по эксплуатации. М., 2002
- Андриевский Р. А., Глезер А. М. Физ. мет. и металловедение, 1999, т. 88, № 1, с. 50−73- 2000