Chế tạo và hành vi chuyển mạch điện trở điều biến bởi phân cực của màng mỏng BiFeO3 chủ yếu theo hướng (110) trên nền thủy tinh/oxit thiếc indium

Qiujuan Man1, Wen Sun1, Feng Yang1, Chengcheng Qiu1, Yuanyuan Zhao1, Guangda Hu1
1School of Materials Science and Engineering, University of Jinan, Jinan, China

Tóm tắt

Màng mỏng BiFeO3 (BFO) chủ yếu theo hướng (110) được chế tạo trên nền oxit thiếc indium/thủy tinh bằng quá trình phân hủy kim loại hữu cơ bằng cách kiểm soát nhiệt độ tiền gia nhiệt. Sự tiến triển cấu trúc với độ dày màng mỏng ở các nhiệt độ tiền gia nhiệt khác nhau đã được khảo sát nhằm làm rõ cơ chế tăng trưởng của màng BFO chủ yếu theo hướng (110). Sự hình thành màng BFO theo hướng (110) là do sự hình thành hạt theo hướng (110) ở nhiệt độ thấp với nhiệt độ tiền gia nhiệt là 425 °C. Trong cấu trúc dị hợp Au/BFO(110)/ITO, một hành vi chuyển mạch điện trở hai trạng thái điều biến bởi phân cực với tỷ lệ điện trở cao và các đặc tính dòng điện điốt lớn đã được quan sát, điều này khiến cấu trúc dị hợp trở nên hấp dẫn cho ứng dụng trong bộ nhớ điện trở ferroeletric.

Từ khóa

#BiFeO3 #màng mỏng #chuyển mạch điện trở #phân cực #oxit thiếc indium

Tài liệu tham khảo

J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wutting, R. Ramesh, Science 299, 1719 (2003) K.Y. Yun, M. Nado, M. Okuyama, H. Saeki, H. Tabata, K. Saito, J. Appl. Phys. 96, 3399 (2004) D. Guo, C. Liu, C. Wang, Q. Shen, L. Zhang, Solid State Sci. 13, 106 (2011) Y. Wang, Z. Li, Y.H. Lin, C.W. Nan, J. Appl. Phys. 106, 073917 (2009) D. Guo, C. Li, C. Wang, Q. Shen, L. Zhang, R. Tu, T. Goto, Sci. China Technol. Sci. 53, 1572 (2010) J. Li, J. Wang, M. Wuttig, R. Ramesh, N. Wang, B. Ruette, A.P. Pyatakov, A.K. Zvezdin, D. Viehland, Appl. Phys. Lett. 84, 5261 (2004) J.X. Zhang, B. Xiang, Q. He, J. Seidel, R.J. Zeches, P. Yu, S.Y. Yang, C.H. Wang, Y.-H. Chu, L.W. Martin, A.M. Minor, R. Ramesh, Nat. Nanotechnol. 6, 98 (2011) J. Wu, J. Wang, J. Appl. Phys. 106, 104111 (2009) S.-H. Baek, C.M. Folkman, J.-W. Park, S. Lee, C.-W. Bark, T. Tybell, C.-B. Eom, Adv. Mater. 23, 1621 (2011) S.K. Singh, Y.K. Kim, H. Funakubo, H. Ishiwara, Appl. Phys. Lett. 88, 162904 (2006) R.R. Das, D.M. Kim, S.H. Baek, C.B. Eom, F. Zavaliche, S.Y. Yang, R. Ramesh, Y.B. Chen, X.Q. Pan, X. Ke, M.S. Rzchowski, S.K. Streiffer, Appl. Phys. Lett. 88, 242904 (2006) J. Wu, J. Wang, J. Appl. Phys. 107, 034103 (2010) J. Wu, D. Xiao, J. Zhu, J. Appl. Phys. 112, 094109 (2012) X. Chen, G. Hu, J. Yan, X. Wang, C. Yang, W. Wu, J. Phys. D Appl. Phys. 41, 225402 (2008) H.N. Lee, D. Hesse, N. Zakharov, U. Gösele, Science 296, 2006 (2002) H.N. Lee, D. Hesse, N. Zakharov, S.K. Lee, U. Gösele, J. Appl. Phys. 93, 5592 (2003) L. Jiao, Z. Liu, G. Hu, W. Wu, C. Yang, J. Am. Ceram. Soc. 92, 1556 (2009) J. Yan, G.D. Hu, X.M. Chen, W.B. Wu, C.H. Yang, J. Appl. Phys. 104, 076103 (2008) C.M. Folkman, S.H. Baek, C.T. Nelson, T. Tybell, C.B. Eom, Appl. Phys. Lett. 96, 052903 (2010) G.W. Pabst, L.W. Martin, Y.-H. Chu, R. Ramesh, Appl. Phys. Lett. 90, 072902 (2007) B. Nagaraj, S. Aggarwal, R. Ramesh, J. Appl. Phys. 90, 375 (2001) S.A. Mojarad, J.P. Goss, K.S.K. Kwa, Z.Y. Zhou, R.A.S. Al-Hamadany, D.J.R. Appleby, N.K. Ponon, A. O’Neill, Appl. Phys. Lett. 101, 173507 (2012) J.J. Yang, F. Miao, M.D. Pickett, D.A.A. Ohlberg, D.R. Stewart, C.N. Lau, R.S. Williams, Nanotechnology 20, 215201 (2009) T.L. Qu, Y.G. Zhao, D. Xie, J.P. Shi, Q.P. Chen, T.L. Ren, Appl. Phys. Lett. 98, 173507 (2011) C. Wang, K.-J. Jin, Z.-T. Xu, L. Wang, C. Ge, H.-B. Lu, H.-Z. Guo, M. He, G.-Z. Yang, Appl. Phys. Lett. 98, 192901 (2011) A.Q. Jiang, C. Wang, K.J. Jin, X.B. Liu, J.F. Scott, C.S. Hwang, T.A. Tang, H.B. Lu, G.Z. Yang, Adv. Mater. 23, 1277 (2011) C. Ge, K.-J. Jin, C. Wang, H.-B. Lu, C. Wang, G.-Z. Yang, Appl. Phys. Lett. 99, 063509 (2011) Y.X. Sun, Y. Zhou, H.R. Liu, J. Solgel Sci. Technol. 66, 429 (2013)