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

Отчет 100 с., 41 рис., 4 табл., 117 источн., 2 прил. НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ, ЭПИТАКСИЯ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК, РЕНТГЕНОГРАФИРОВАНИЕ, ГЕТЕРОСТРУКТУРА, МНОГОСЛОЙНИКИ, ЭФФЕКТ ПОЛЯ, МНОГОБИТОВАЯ ПАМЯТЬ, ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА, ФЕРРОМАГНЕТИК Объектами исследования явились пленки Ba0,8Sr0,2TiO3 и многослойные гетероструктуры на основе Ba0,8Sr0,2TiO3/LaMnO3, Sr0,6Ba0,4Nb2O6/SrTiO3, BiFeO3/Sr0,6Ba0,4Nb2O6/SrRuO3 на различных подложках, а также пленки 0,91NaNbO3–0,09SrZrO3 на подложках SrTiO3(001) и твердые растворы Sb1–xSnxSI1–x при малых замещениях (х = 0,01–0,1). Целью проекта является поиск новых механизмов записи и хранения информации в сегнетоэлектрических многослойных гетероструктурах со сложной доменной структурой, созданных на различных подложках. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследованы химические связи на границе раздела между монокристаллической поверхностью кремниевой подложки (p- и n-типа) и пленкой Ba0,8Sr0,2TiO3. Получены и проведены структурные исследования многослойных пленок LaMnO3 и Ba0,8Sr0,2TiO3 на монокристаллической подложке MgO(001) с различным чередованием слоев. Показано, что только в случае использования в качестве первого слоя Ba0,8Sr0,2TiO3 получаются эпитаксиальные структуры LaMnO3 и Ba0,8Sr0,2TiO3 Гетероструктуры с наноразмерной толщиной сегнетоэлектрика могут послужить основой для разработки устройств принципиально иного, нежели реализованных до сих пор. В частности, малогабаритных перестраиваемых гетеродинов с низким фазовым шумом и низким уровнем модуляционных ошибок в схемах высокого уровня; миниатюрных перестраиваемых СВЧ устройств; ФАР высокого разрешения и других устройств нового поколения. Для гетероструктур Sr0,6Ba0,4Nb2O6/SrTiO3/Si(001) установлено, что могут реализовываться гистерезисы как поляризационного, так и инжекционного типов. Впервые показано, что с-ориентированные пленки Sr0,6Ba0,4Nb2O6, выращенные на полупроводниковой подложке, являются СЭ-релаксорами с Tb ~ 100 °С. Показано, что выявленные особенности роста слоев BiFeO3/Sr0,6Ba0,4Nb2O6/SrRuO3/MgO(001), могут быть ответствены за формирование особенностей их наноструктуры поверхности. Степень внедрения — основные результаты исследований, проводимых в течение 2023 г. были опубликованы в ведущих научных изданиях, входящих в российские и зарубежные базы цитирования и «Белый список» научных журналов, а также доложены на международных и всероссийских конференциях.