1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 7, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 7, стр. 814-821

Структура, диэлектрические и сегнетоэлектрические свойства гетероструктуры BiFeO3/Sr0.5Ba0.5Nb2O6/Pt(001)/MgO(001)

А. В. Павленко 1, 2, *, Я. Ю. Матяш 1, Д. В. Стрюков 1, Н. В. Маломыжева 2

1 Федеральный исследовательский центр “Южный научный центр Российской академии наук”
344006 Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, Россия

2 Научно-иследовательский институт физики Южного федерального университета
344090 Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194, Россия

* E-mail: antvpr@mail.ru

Поступила в редакцию 14.04.2023
После доработки 07.07.2023
Принята к публикации 07.07.2023

Аннотация

С использованием метода ВЧ-катодного распыления в атмосфере кислорода изготовлена гетероструктура на основе мультиферроика феррита висмута и сегнетоэлектрика ниобата бария-стронция – BiFeO3(1000 нм)/Sr0.5Ba0.5Nb2O6(1000 нм)/Pt(001)/MgO(001), в которой отсутствовали примесные фазы, а среднеквадратичная шероховатость поверхности составляла не более 1% от ее толщины. Установлено, что в гетероструктуре все слои выращены эпитаксиально: SBN-50 получен с формированием ориентационных доменов, развернутых в плоскости сопряжения на ±18.4° относительно осей подложки MgO, а слои BFO и Pt – с ориентацией кристаллографических осей параллельно осям подложки MgO. Показано, что величина сегнетоэлектрической поляризации в материале при U = 90 В составляла 59.3 мкКл/см2, а для описания закономерностей изменения относительной диэлектрической проницаемости (ε) гетероструктуры при t = 25–250°C достаточно учесть зависимости ε(t) для каждого из слоев. Обсуждаются причины выявленных закономерностей.

Ключевые слова: мультиферроик, диэлектрические характеристики, сегнетоэлектрик, тетрагональная вольфрамовая бронза

Список литературы

  1. Воротилов К.А., Мухортов В.М., Сигов А.С. Интегрированные сегнетоэлектрики. М.: Энергоатомиздат, 2011. 175 с.

  2. Гриценко В.А., Исламов Д.Р. Физика диэлектрических пленок: механизмы транспорта заряда и физические основы приборов памяти. Новосибирск: Параллель, 2017. 352 с.

  3. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Толмачев Г.Н. Создание наноразмерных монокристаллических пленок сложных оксидов путем трехмерного упорядочения атом–кластер–кристалл // Вестн. Южного науч. центра РАН. 2006. Т. 2. № 1. С. 30.

  4. Зинченко С.П., Стрюков Д.В., Павленко А.В., Мухортов В.М. Влияние подслоя Ba0.2Sr0.8TiО3 на структуру и электрофизические характеристики пленок цирконата-титаната свинца на подложке Si(001) // ПЖТФ. 2020. Т. 46. Вып. 23. С. 41–44. https://doi.org/10.21883/PJTF.2020.23.50348.18476

  5. Стрюков Д.В., Мухортов В.М., Головко Ю.И., Бирюков С.В. Особенности сегнетоэлектрического состояния в двухслойных гетероструктурах на основе титаната бария-стронция // ФТТ. 2018. Т. 60. № 1. С. 113–117.

  6. Вербенко И.А., Глазунова Е.В., Дудкина С.И., Резниченко Л.А. Экологически чистые интеллектуальные материалы с особыми электрическими и магнитными свойствами. Пути поиска: модифицирование (Т. 1). Ростов н/Д.: Фонд науки и образования, 2020. 328 с.

  7. Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд / Под ред. Рабе К.М. и др. пер. с англ. 4-е изд., электрон. М.: Лаборатория знаний, 2020. 443 с.

  8. Okatan M.B., Misirlioglu I.B., Alpay S.P. Contribution of Space Charges to the Polarization of Ferroelectric Superlattices and its Effect on Dielectric Properties // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 094115.

  9. Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением. M.: Наука, 1982. 400 с.

  10. Павленко А.В., Стрюков Д.В., Кубрин С.П. Фазовый состав и структура пленки BiFeO3, выращенной на подложке MgO(001) методом ВЧ-катодного распыления в атмосфере O2 // ФТТ. 2022. Т. 64. Вып. 2. С. 218–222.

  11. Павленко А.В., Захарченко И.Н., Кудрявцев Ю.А., Киселева Л.И., Алихаджиев С.Х. Структурные характеристики тонких пленок Sr0.5Ba0.5Nb2O6 в интервале температур 20–500°C // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 11. С. 1252–1256. https://doi.org/10.31857/S0002337X20100115

  12. Павленко А.В., Стрюков Д.В., Кудрявцев Ю.А., Матяш Я.Ю., Маломыжева Н.В. Получение, особенности структуры, элементный состав и диэлектрические свойства двухслойной структуры на основе тонких пленок мультиферроика BiFeO3 и сегнетоэлектрика (Sr, Ba)Nb2O6 // ФТТ. 2022. Т. 64. Вып. 12. С. 1954–1959.

  13. Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale / Eds. Kalinin S.V., Gruverman A.V. 1. N.Y.: Springer, 2007. P. 173–214

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал