Электрофизические свойства сегнетоэлектрических гетероструктур для нового поколения устройств электроники

Интеграция активных диэлектриков в микроэлектронные технологии открывает перспективы использования их уникальных физических свойств для создания нового класса интегрированных сегнетоэлектрических устройств, включая новое поколение транзисторных элементов интегральных схем высокой степени интеграции (т.н. пьезоэлектрические транзисторы), высокоскоростные энергонезависимые запоминающие устройства, пьезоэлектрические микромеханические системы, ИК-пироприемные устройства, и пр. Коммерческое использование сегнетоэлектриков связано с созданием гетероструктур на основе поликристаллических перовскитов, которые, в отличие от эпитаксиальных структур, имеют большее число дефектов, ассоциированных с особенностями их кристаллической структуры, межфазными границами и пр. В этой связи корректное описание электрофизических процессов в таких структурах является более сложной задачей, чем в монокристаллах и эпитаксиальных системах. Настоящий проект направлен на создание адекватных методов и моделей характеризации электрофизических параметров сегнетоэлектрических пленок и многослойных гетероструктур на их основе, в том числе на исследование процессов транспорта носителей заряда и переключения поляризации. В частности, предполагается создание метода определения стационарного (или «истинного») тока утечки, свободного от влияния релаксационных процессов. На основании этого предполагается провести исследование механизмов релаксации и определить механизмы транспорта носителей заряда при различных значениях напряженностей электрического поля. Релаксационные процессы оказывают также значительное влияние при определении других параметров сегнетоэлектриков, в частности при измерении такогобазового параметра как величина остаточной поляризации. В данной работе будет разработан метод измерения, учитывающий влияние данных процессов в реальных структурах тонкопленочных поликристаллических сегнетоэлектриков. Полученные в работе теоретические и экспериментальные данные будут использованы при разработке нового поколения устройств микро- и наноэлектроники.