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

Отчет 31 с., 14 рис., 18 источн., 1 прил. МУЛЬТИФЕРРОИК, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК, ПЕРОВСКИТ, ТЕТРАГОНАЛЬНАЯ ВОЛЬФРАМОВАЯ БРОНЗА, ГЕТЕРОЭПИТАКСИЯ, ТОНКИЕ ПЛЕНКИ Объектами исследования выступили гетероструктуры на основе тонких пленок Sr1–хBaхNb2O6 и BiFeO3 на монокристаллических подложках MgO(001) с подслоем Pt и SrRuO3 соответственно, выращенные методом высокочастотного катодного распыления в атмосфере кислорода. Целью исследования явилось установление на базе комплексного подхода, включавшего использование специализированной технологии роста пленок и взаимодополняющих методов исследования, закономерности формирования структуры, фазового состава, микро- и наноструктуры, физических свойств и размерных эффектов в изготовленных на монокристаллических подложках гибридных наногетероструктурах «высокотемпературный мультиферроик» (феррит висмута) / «сегнетоэлектрик-релаксор» (ниобат бария-стронция). Установлено, что полученные гетероструктуры являются эпитаксиальными и беспримесными, состав слоев по толщине осажденных пленок сохраняется и не наблюдается взаимной диффузии элементов между слоями гетероструктур, а также из подложки в пленку. При анализе гетероструктуры BiFeO3/Sr0,6Ba0,4Nb2O6/SrRuO3/MgO(001) методом сканирующей зондовой микроскопии показана возможность создания устойчивых заполяризованных областей постоянным электрическим полем. Полученные результаты говорят о том, что процесс переключения и релаксации поляризации в исследуемой гетероструктуре достаточно сложный, что может быть связанно как с взаимодействием между слоями Sr0,6Ba0,4Nb2O6 и BiFeO3, так и с деформационными эффектами. При исследовании в интервале температур T = 25–250 °С диэлектрических свойств гетероструктуры М/BiFeO3/Sr0,5Ba0,5Nb2O6/Pt/MgO(001) установлено, что отсутствие аномалий на зависимости ε(T) в М/BiFeO3/Sr0,5Ba0,5Nb2O6/Pt/MgO(001) в окрестности перехода слоя Sr0,5Ba0,5Nb2O6 из сегнетоэлектрической в параэлектрическую фазу может быть объяснено при рассмотрении исследуемого материала в виде двухслойного конденсатора с диэлектрическими параметрами слоев, соответствующих однослойным структурам М/BiFeO3/Pt/MgO(001) и М/Sr0,5Ba0,5Nb2O6 /Pt/MgO(001). При комнатной температуре насыщенные петли диэлектрического гистерезиса для гетероструктуры М/BiFeO3(1000 нм)/Sr0,5Ba0,5Nb2O6(1000 нм)/Pt/MgO(001) формировались при U = 90 В с Pmax ~ 59,3 мкКл/см2.