Диэлектрические и переполяризационные свойства тонких пленок титаната свинца

• Автор: Смирнов, Григорий Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПЕРОВСКИТОВЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ

1.1. Сегнетоэлектрическая керамика и тонкие пленки PbTiOj

1.2. Характер сегнетоэлектричества в тонком слое

1.3. Существующие методы получения тонких пленок. Выбор метода

1.4. Применение тонких сегнетоэлектрических пленок

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА ПЛЕНОК РВТЮ3

2.1. Методика получения тонких пленок

2.2. Применяемые методы контроля фазового состава и структуры сегнетоэлектрических пленок

2.3. Оптимизация условий отжига

2.4. Соотношение свинца и титана в исходных компонентах

2.5. Выбор материала электродов

ГЛАВА 3. ПЕРЕПОЛЯРИЗАЦИЯ ТОНКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ТИТАНАТА СВИНЦА
3.1. Идентификация сегнетоэлектрических свойств и особенности их проявления в тонких слоях вакуумных конденсатов
3.2. Методика эксперимента
3.3. Диэлектрические измерения в слабых электрических полях
3.4. Переполяризация пленок РЬТЮ3 в сильных полях
3.5. Сравнение характеристик пленок РЪТЮ3 на различных подложках. Выбор материала подложки
3.6. Влияние структуры на проявляемые сегнетоэлектрические свойства пленок

ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ
4.1. Проблема переполяризации. Существующие модельные представления
4.2. Методика эксперимента
4.3. Токи переключения в тонких пленках титаната свинца
4.4. Определение параметров доменной структуры
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы. Сегодня на основе тонких сегнетоэлектрических пленок создается новое поколение приборов микроэлектроники, объем производства которых непрерывно растет. Так в 1992 году объем мирового рынка тонких сегнетоэлектрических пленок оценивался в 1 биллион долларов, в настоящий момент - ~ 100 биллионов, и к 2015 году по прогнозам US National Science Foundation достигнет 1 триллиона долларов. При этом наиболее активно развивающимся и перспективным представляется создание перепрограммируемых запоминающих устройств. Память - неотъемлемый элемент всех современных электронных приборов. Требования, предъявляемые к памяти для портативных устройств, общеизвестны. Это низкое энергопотребление, высокая скорость работы, большая емкость и энергонезависимость. Все указанные требования могут быть удовлетворены при использовании конденсаторных структур с пленками сегнетоэлектрических материалов, среди которых весьма перспективными представляются пленки титаната свинца, обнаруживающие высокие сегнетоэлектрические свойства в широком интервале температур.
Однако, несмотря на значительное количество работ в этой области, задачу создания тонкопленочных сегнетоэлектрических структур, удовлетворяющих требованиям технологической совместимости, качества пленок и границ раздела, нельзя считать решенной. Еще предстоит решить вопросы, касающиеся их надежности, температурной и временной стабильности свойств. Кроме того, для успешной реализации и использования сегнетоэлектрических ячеек памяти необходимо детальное изучение процессов переполяризации, выявление влияющих факторов, особенностей формирования и кинетики доменной структуры в тонких поликристаллических пленках.
Тема диссертационной работы поддержана грантами программ «Фундаментальные исследования и высшее образование» Минобрнауки РФ и

Рис.2.3. Дифрагтограммы синтезированных пленок: а) - при
двустадийном (200°С и 700°С по Юмин), и Ь) - непрерывном (700°С - 1 час) режимах отжига. Соотношение свинца и титана в исходных компонентах рьт=1,05.
Проведенные диэлектрические измерения также показали предпочтительность непрерывного режима отжига (700°С - 1 час). Структуры, подвергнутые двустадийному отжигу, характеризовались нестабильными (относительно температурного воздействия)