Создание принципиально новых элементов микроэлектроники на гетероструктурах с наноразмерными сегнетоэлектрическими пленками как новой электрически-управляемой среды

Отчет 75 с., 27 рис., 3 табл., 75 источн., 2 прил. НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ, ЭПИТАКСИЯ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК, РЕНТГЕНОГРАФИРОВАНИЕ, ГЕТЕРОСТРУКТУРА, МНОГОСЛОЙНИКИ, ЭФФЕКТ ПОЛЯ, МНОГОБИТОВАЯ ПАМЯТЬ, ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА, МУЛЬТИФЕРРОИК Цель исследований: поиск новых механизмов записи и хранения информации в сегнетоэлектрических многослойных гетероструктурах со сложной доменной структурой, созданных на различных подложках. При выполнении исследований показано, что в c-ориентированных тонких пленках Sr0.5Ba0.5Nb2O6, выращенных на подложке Si (100, p-тип) с предварительно осажденным слоем Ba0.2Sr0.8TiO3 существует самопроизвольная поляризация. Использование диэлектрической спектроскопии, сканирующей зондовой микроскопии и регистрации пироотклика под действием лазерного излучения (1.55 мкм) позволило установить основные закономерности создания различных устойчивых поляризованных состояний как на нано уровне, так и макроскопическом. Разработана теоретическая модель, позволяющая осуществлять расчет дисперсии оптических констант на основе экспериментальных данных спектров пропускания (в интервале 100 – 1100 нм) как для объемного кристалла SBN-61, так и для эпитаксиальных тонких пленок на монокристаллических подложках окиси магния. Установлено, что дисперсия показателя преломления и коэффициент поглощения монокристалла SBN-61 и гетероструктуры SBN-61/MgO(001) совпадают, что подтверждает высокое структурное совершенство гетероструктуры. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света обнаружены новые особенности в поведении частот оптических мод в ниобате бария-стронция. При 390 K происходит макроскопический фазовый переход из параэлектрической в сегнетоэлектрическую фазу. Появление при ∼ 565 K особенностей в оптических модах, связанных с колебаниями октаэдра NbO6, определяется присутствием в параэлектрической фазе Sr0.5Ba0.5Nb2O6 полярных нано областей. Структурные исследования многослойных пленок LaMnO3 и Ba0.8Sr0.2TiO3 на MgO(001) показали, что формирование монокристаллической гетероструктуры высокого совершенства возможно только при использовании в качестве первого слоя Ba0.8Sr0.2TiO3. Степень внедрения – основные результаты исследований, проводимых в течение 2022 г. были опубликованы в научных изданиях – журналах входящих в базы данных Web of Science и Scopus и доложены на международных и всероссийских конференциях