Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tuning the Tunability in Epitaxial Barium Strontium Titanate Film via Internal Stresses
Tóm tắt
Khả năng điều chỉnh độ tần số của các lớp phim titanat bari strontium epitaxial được phân tích lý thuyết lần đầu tiên bằng cách sử dụng một phương pháp Landau-Devonshire kinh điển đã được sửa đổi, tính đến sự hình thành các pha ferroelectric bất thường mà không thể hình thành trong các gốm khối và đơn tinh thể. Nghiên cứu cho thấy rằng khả năng điều chỉnh được nâng cao có thể đạt được bằng cách điều chỉnh áp lực misfit, đặc biệt là trong vùng lân cận của sự biến đổi pha cấu trúc. Các ứng suất nội tại trong các lớp phim epitaxial, được đặc trưng bởi áp lực misfit, có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi vật liệu nền và/hoặc thay đổi độ dày của lớp phim. Điều này là do khả năng giảm áp lực thông qua việc hình thành các dislocation misfit, giúp giải tỏa các ứng suất epitaxial tại nhiệt độ lớn lớp phim. Dựa trên mô hình nhiệt động lực học, chúng tôi cung cấp các ước lượng định lượng về khả năng điều chỉnh của các lớp phim (001) Ba0.5Sr0.5TiO3 trên (001) LaAlO3 (LAO) và SrTiO3 (STO) theo độ dày lớp phim. Phân tích cho thấy rằng các lớp phim trên nền STO nên dày nhất có thể để đạt được khả năng điều chỉnh tối ưu. Để đạt được khả năng điều chỉnh tối đa trên nền LAO, độ dày của lớp phim nên gần nhất có thể với độ dày phim tới hạn (∼120 nm).
Từ khóa
#bari strontium titanate #lớp phim epitaxial #khả năng điều chỉnh #ứng suất nội tại #biến đổi pha cấu trúcTài liệu tham khảo
S. Summerfelt, (Ba,Sr)TiO3 Thin Films for DRAM’s, in Thin Film Ferroelectric Materials and Devices, edited by R. Ramesh (Kluwer Academic Publisher, Boston,1997), p. 1.
W. Chang, C.M. Gilmore, W.-J. Kim, J.M. Pond, S.W. Kirchoefer, S.B. Qadri, D.B. Chrisey and J.S. Horwitz, J. Appl. Phys. 87, 3044 (2000).
T.M. Shaw, S. Trolier-McKinstry and P.C. McIntyre, Annu. Rev. Mater. Sci. 30, 263 (2000).
L.A. Knauss, J.M. Pond, J.S. Horwitz, D.B. Chrisey, C.H. Mueller and R. Treece, Appl. Phys. Lett. 69, 25 (1996).
C.M. Carlson, T.V. Rivikin, P.A. Parilla, J.D. Perkins, D.S. Ginley, A.B. Kozyrev, V.N. Oshadchy and A.S. Pavlov, Appl. Phys. Lett. 76, 1920 (2000).
Z.-G. Ban and S.P. Alpay, J. Appl. Phys. 91, 9288 (2002).
N.A. Pertsev, A.G. Zembilgotov and A.K. Tagantsev, Phys. Rev. Lett. 80, 1988 (1998).
Landolt-Börnstein, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, Vol. 16, edited by K.-H. Hellwege and A.M. Hellwege (Springler-Verlag, Berlin,1981).
N.A. Pertsev, A.K. Tagantsev and N. Setter, Phys. Rev.B 61, R825 (2000).
T. Yamada, J. Appl. Phys. 43, 328 (1972).
A.D. Hilton and B.W. Ricketts, J. Phys.D: Appl. Phys. 29, 1321 (1996).
J.W. Matthews and A.E. Blakeslee, J. Crystal Growth 27, 118 (1974).
S.P. Alpay and A.L. Roytburd, J. Appl. Phys. 83, 4714 (1998).
J.H. van der Merve, J. Appl. Phys. 34, 123 (1963).
S.P. Alpay, V. Nagarajan, A. Bendersky, M.D. Vaudin, S. Aggarwal, R. Ramesh and A.L. Roytburd, J. Appl. Phys. 85, 3271 (1999).