ГИБРИДНЫЕ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ МУЛЬТИФЕРРОИК/СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК-РЕЛАКСОР ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ И МЭМС: ТЕХНОЛОГИЯ СИНТЕЗА, СТРУКТУРНЫЕ (ФАЗОВЫЕ) ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Объектами исследования выступили двухслойные гетероструктуры на основе тонких пленок Sr1–хBaхNb2O6 и BiFeO3 на монокристаллических подложках MgO(001), выращенные методом ВЧ-катодного распыления в атмосфере кислорода. Целью исследования явилось на базе комплексного подхода, включавшего использование специализированной технологии роста пленок и взаимодополняющих методов исследования, установить закономерности формирования структуры, фазового состава, микро- и наноструктуры, физических свойств и размерных эффектов в сформированных на монокристаллических подложках гибридных наногетероструктурах высокотемпературный мультиферроик (феррит висмута)/сегнетоэлектрик-релаксор (ниобат бария-стронция). Установлено, что изготовленные двухслойные гетероструктуры BFO/SBN/MgO(001) являются эпитаксиальными и беспримесными. Обнаружено, что, не смотря на наличие в слое SBN двух типов ориентационных доменов, слой BFO вырос без поворотов кристаллографических осей относительно осей подложки. Состав слоев по толщине осажденных пленок сохраняется, не наблюдается взаимной диффузии элементов между слоями гетероструктур и из подложки в пленку. Показано, что элементарная ячейка слоя BFO характеризуется моноклинным искажением и имеет незначительные деформации. При этом деформация элементарной ячейки слоя SBN достигает 0.8 % в направлении нормали к поверхности подложки. Поверхность обоих слоев имеют однородную сформированную из ростовых блоков холмистую структуру с низкой величиной среднеквадратичной шероховатости. Для пленки BFO был обнаружен магнитный отклик, наиболее ярко изменяющийся на границах/стыках ростовых кристаллитов. В конденсаторных структурах Ag/BFO/SBN/Pt(001) при комнатной температуре в диапазоне частот f = 20–106 Гц определены следующие параметры: ε/ε0 = 230–445; tg δ = 0.05–0.18; величина Pmax = 35 мкКл/см2 при U = 40 В.