INITIATION OF POLARIZED STATE IN LITHIUM NIOBATE THIN FILMS SYNTHESIZED ON ISOLATED SILICON SUBSTRATES
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-2-25-29
Abstract
In this work, an Atomic Force Microscope in the so−called Piezoresponse mode and Kelvin mode is used to image the grains, ferroelectric domains and surface potential in lithium niobate thin films. A RF magnetron sputter system was used to deposit LiNbO3 thin films on (100)−oriented Si substrates with SiO2 layer. Using the electric field from a biased conducting AFM tip, we show that possible to form and subsequently to visualize ferroelectric state. Also, we report surface charge retention on ferroelectric thin films by Kelvin probe microscope in comparison with the piezoresponse signal.
About the Authors
D. A. Kiselev
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
кандидат физ.−мат.наук, инженер кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.,
R. N. Zhukov
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
аспирант, инженер кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
A. S. Bykov
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
ФГОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»,119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
M. D. Malinkovich
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
кандидат физ.−мат. наук, доцент кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4,
Yu. N. Parkhomenko
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
доктор физ.−мат. наук, профессор, зав. кафедрой материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
Е. A. Выговская
National Research University «MISiS»
Russian Federation
Russian Federation
кандидат физ.−мат. наук, старший научный сотрудник кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
References
1. Feigelson, R. S. Epitaxial growth of lithium niobate thin films by the solid source MOCVD method / R. S. Feigelson // J. Cryst. Growth. − 1996. − V. 166. − P. 1.
2. Tsukada, I. Pulsed−laser deposition of LiNbO3 in low gas pressure using pure ozone / I. Tsukada, S. Higuchi. // Jap. J. Appl. Phys. − 2004. − V. 43. − P. 5307.
3. Lee, S. Y. Reduced optical losses in MOCVD grown lithium niobate thin films on sapphire by controlling nucleation density / S. Y. Lee, R. S. Feigelson // J. Cryst. Growth. − 1998. − V. 186. − P. 594.
4. Киселев, Д. А. Пьезо− и пироэлектрические петли гистерезиса униполярных тонких пленок цирконата−титаната свинца / Д. А. Киселев, А. Л. Холкин, А. А. Богомолов, О. Н. Сергеева, Е. Ю. Каптелов, И. П. Пронин // ПЖТФ. − 2008. − Т. 34. − С. 28.
5. Gautier, B. Nanoscale observation of the distribution of the polarization orientation of ferroelectric domains in lithium niobate thin films / B. Gautier, V. Bornand // Thin Solid Films − 2006. − V. 515. − P. 1592.
6. Bornand, V. Growth and nanoscale ferroelectric investigation of radiofrequency−sputtered LiNbO3 thin films / V. Bornand, B. Gautier, Ph. Papet // Mater. Chem. and Phys. − 2004. − V. 86. − P. 340.
7. Жуков, Р. Н. Распространение поляризации сегнетоэлектрических зерен в электрически изолированных пленках ниобата лития / Р. Н. Жуков, Д. А. Киселев, М. Д. Малинкович, Ю. Н. Пар-хоменко, Е. А. Выговская, О. В. Торопова // Изв. вузов. Материалы электрон. техники − 2011. − № 4. − С. 12—16.
8. Bornand, V. Growth technologies and studies of ferroelectric thin films−application to LiTaO3 and LiNbO3 materials / V. Bornand, Ph. Papet // Ferroelectrics. − 2003. − V. 288. − P. 187.
9. Jonscher, A. K. Universal relaxation law / A. K. Jonscher. − London : Chelsea Dielectric Press, 1996. − 415 p..
10. Hong, S. Principle of ferroelectric domain imaging using atomic force microscope / S. Hong, J. Woo, H. Shin, J. U. Jeon, Y. E. Pak, E. L. Colla, N. Setter, E. Kim, K. No // J. Appl. Phys. − 2001. − V. 89. − P. 1377.
11. Lim, D. G. Characteristics of LiNbO3 memory capacitors fabricated using a low thermal budget process / D. G. Lim, B. S. Jang, S. I. Moon, C. Y. Won, J. Yi // Solid−State Electr. − 2001. − V. 45. − P. 1159.
12. Gautier, B. Nanoscale study of the ferroelectric properties of SrBi2Nb2O9 thin films grown by pulsed laser deposition on epitaxial Pt electrodes using atomic force microscope / B. Gautier, J.−R. Ducle-reb, M. Guilloux−Viry // Appl. Surf. Sci. − 2003. − V. 217. − P. 108.
Review
For citations:
Kiselev D.A., Zhukov R.N., Bykov A.S., Malinkovich M.D., Parkhomenko Yu.N., Выговская Е.A. INITIATION OF POLARIZED STATE IN LITHIUM NIOBATE THIN FILMS SYNTHESIZED ON ISOLATED SILICON SUBSTRATES. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2012;(2):25-29. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-2-25-29
Views:
923
Email this article 