WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

поверхностных состояний на границе раздела в этом Возможное расположение поперечных границ по толслучае будет составлять примерно 3 · 1013 cm-2, что щине пленки представлено на рис. 6, b–e. Рассмотрим, хорошо коррелирует с данными [23] и соответствует каким образом эти границы могут видоизменять петли объемной плотности дефектов 1018 cm-3.

гистерезиса в самополяризованных сегнетоэлектричеСогласно рассматриваемой модели, в результате вы- ских пленках и в результате их отжига.

сокотемпературного отжига заряженные локализован- Если поперечных границ по толщине пленки нет ные состояния на интерфейсах частично опустошают- (рис. 6, a), препятствия для миграции зарядов на ловушся вследствие исчезновения спонтанной поляризации, ки нижнего интерфейса со всей толщи пленки отсута освободившиеся заряды равномерно распределяются ствуют. После перехода в сегнетоэлектрическую фазу Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. Влияние отжига на самополяризованное состояние в тонких сегнетоэлектрических пленках область пленки вблизи нижнего интерфейса поляризу- Все вышеприведенные рассуждения сделаны в предется максимально. Такому состоянию конденсаторной положении, что при отжиге верхний и нижний интерструктуры будет соответствовать сильно асимметричная фейсы тонкопленочного сегнетоэлектрического конденпетля гистерезиса, изображенная на рис. 2, a или 2, f. сатора с точки зрения плотности состояний становятся идентичными. Однако нельзя до конца исключать, что Самополяризованный объем пленки у нижнего интерсохраняющаяся в ряде случаев асимметрия петель гифейса уменьшается при появлении поперечной гранистерезиса может быть связана с различием в плотности цы и образовании двухзеренной структуры (рис. 6, b), заряженных состояний на этих интерфейсах. Поэтому поскольку только часть зарядов достигает ловушек необходимо проведение более детальных исследований нижнего интерфейса. При движении межкристаллитной структуры пленок ЦТС, границ раздела и их взаимосвязи границы в сторону нижнего интерфейса эта тенденция с параметрами конденсаторных структур.

усиливается (рис. 6, c, d). Если хотя бы часть заряНа основе представленных результатов можно сделать дов из объема зерна захватывается на поверхностных следующее заключение. Высокотемпературный отжиг ловушках, область пленки у свободной поверхности самополяризованных пленок ЦТС приводит к исчезноветакже окажется поляризованной. В этом случае асимнию самополяризованного состояния и устранению диметрия петель гистерезиса уменьшается (рис. 2, d,e).

электрической неоднородности по площади пленки, что Если после нанесения верхнего электрода сохраняется связано с перераспределением зарядов между верхним значительный заряд на ловушках верхнего интерфейи нижним интерфейсами тонкопленочного сегнетоэлекса, можно получить петлю с „перетяжкой“ (рис. 2, e).

трического конденсатора.

Увеличение числа межзеренных границ (рис. 6, e) ведет Особенности перераспределения зарядов в пленке к симметризации петли гистерезиса, уменьшению степемогут быть объяснены с помощью модели, основанной ни поляризованности приэлектродных областей пленки на предположении о присутствии в сегнетоэлектриЦТС и соответственно к уменьшению и возможному ческой пленке межкристаллитных поперечных границ, исчезновению самополяризации. Поэтому форма петли препятствующих миграции зарядов между электродами гистерезиса будет определяться соотношением объемов конденсатора.

отдельных кристаллитов и числом структурных нарушеСуществование поперечных межкристаллических граний в пределах площади конденсатора (рис. 6, a–e).

ниц в текстурированных пленках ЦТС обусловлено Высокотемпературный отжиг пленок, содержащих навключениями фазы избыточного оксида свинца.

бор вышеперечисленных вариантов структурных нарушений, приводит к симметризации петель гистерезиса (рис. 2, b). В частности, в отсутствие поперечных граСписок литературы ниц часть зарядов равновероятно распределяется между верхним и нижним электродами и поляризует при[1] A.L. Kholkin, K.G. Brooks, D.V. Taylor, S. Hiboux, N. Setter.

электродные области пленки. Последующая длительная Integr. Ferroelectrics 22, 525 (1998).

выдержка таких пленок при комнатной температуре [2] R. Bruchhaus, D. Pitzer, M. Schreiter, W.J. Wersing.

ведет к образованию экранирующего объемного заряда Electroceram. 3, 2, 151 (1999).

и, соответственно, „перетяжек“ на петлях гистерезиса [3] И.П. Пронин, Е.Ю. Каптелов, Е.А. Тараканов, Т.А. Шаплы(рис. 4, b). Вместе с тем можно полагать, что при гина, В.П. Афанасьев. ФТТ 44, 4, 739 (2002).

[4] V.P. Afanasjev, A.A. Petrov, I.P. Pronin, E.A. Tarakanov, наличии в пленке межкристаллитных границ, сдвинутых E.Yu. Kaptelov, J. Graul. J. Phys. D.: Cond. Matter 13, 39, в сторону любого из электродов, в пленках может 8755 (2001).

сохраняться остаточная самополяризация, как это на[5] D. Dimos, W.L. Warren, M.B. Sinclair, B.A. Tuttle, блюдалось в [1].

R.W. Schwartz. J. Appl. Phys. 76, 7, 4305 (1994).

Ранее мы отмечали, что увеличение температуры [6] N.F. Foster. J. Appl. Phys. 40, 420 (1969).

подложки с 130 до 200C приводит к устранению [7] G. Suchaneck, R. Koehler, P. Padmini, T. Sandner, J. Frey, диэлектрической неоднородности по площади пленок G. Gerlach. Surf. Coating Technol. 116–119, 1238 (1999).

и росту диэлектрической проницаемости с 450 до 750, [8] M. Adachi, T. Matsuzaki, N. Yamada, T. Shiosaki, A. Kawabata. Jpn. J. Appl. Phys. 26, 550 (1987).

а петли гистерезиса принимают более четко выражен[9] C.H. Choi, J. Lee. J. Phys. IV (France) 8, 109 (1998).

ный асимметричный вид (рис. 2, f). Эти изменения [10] E.G. Lee, J.K. Lee, J.-Y. Kim, J.G. Lee, H.M. Jang, S.J. Kim.

мы связываем с уменьшением содержания избыточного J. Mater. Sci. Lett. 18, 2025 (1999).

свинца в осажденных пленках ЦТС; подобная ситуация [11] S. Okamura, S. Miyata, Y. Mizutani, T. Nishida, T. Shiosaki.

часто встречается при использовании вакуумных ионноJpn. J. Appl. Phys. 38, pt I, 9B, 5364 (1999).

плазменных методов распыления керамических мише[12] В.П. Афанасьев, Г.Н. Мосина, А.А. Петров, И.П. Пронин, ний. В таких пленках вероятность появления встречно Л.М. Сорокин, Е.А. Тараканов. Письма в ЖТФ 27, 11, поляризованных областей сводится к минимуму, и их (2001).

схематическая кристаллическая структура будет соот- [13] M. Watamori, M. Isono, H. Madono, Y. Kawano., K. Sasabe, ветствовать варианту, изображенному на рис. 6, a. T. Hirao, K. Oura. Appl. Surf. Sci. 142, 422 (1999).

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. 1664 И.П. Пронин, Е.Ю. Каптелов, Е.А. Тараканов, В.П. Афанасьев [14] M. Kobune, H. Ishito, A. Mineshige, S. Fujii, R. Kakayama, A. Tomozawa. Jpn. J. Appl. Phys. 37, pt I, 9B, 5154 (1998).

[15] S.B. Lang. Ferroelectrics 106, 269 (1990).

[16] G. Suchaneck, Th. Sandner, R. Kohler, P. Padmini, G. Gerlach, V.P. Afanasjev, E.A. Tarakanov. Proc. of Eleventh IEEE Int. Symp. on Applications of Ferroelectrics. Montreux, Sqitzerland (1998). P. 187.

[17] К. Окадзаки. Технология керамических диэлектриков.

Энергия, М. (1976). 336 с.

[18] R.E. Jones. Solid State Technol. October, 201 (1997).

[19] R.J. Waser. Europhys. Ceram. Soc. 19, 655 (1999).

[20] J.J. Lee, C.I. Thio, M. Bhattacharya, S.B. Desu. Mat. Res.

Symp. Proc. 361, 241 (1995).

[21] V.V. Prisedsky, V.I. Shishnovsky, V.V. Klimov. Ferroelectrics 17, 465 (1978).

[22] В.П. Афанасьев, Е.Ю. Каптелов, Г.П. Крамар, А.В. Панкрашкин, И.П. Пронин, А.В. Соснин. Сб. докл. 12-го Междунар. симп. „Тонкие пленки в электронике“, ИПЦ „Контраст“, Харьков (2001). С. 195.

[23] В.И. Димза, А.Э. Круминь. Автометрия 5, 14 (1981).

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.