Оглавление

Введение...................................................................................................... 4

Глава 1. Обзор литературы............................................................................

1.1. Сегнетоэлектричество и пьезоэлектричество............................................. 10

1.1.1 Сегнетоэлектричество и пьезоэлектричество в кристаллах................ 10

1.1.2 Структура перовскита........................................................................... 10

1.1.3 Переход от объёмных материалов к тонкопленочным....................... 12

1.2 Методы получения тонких сегнетоэлектрических пленок......................... 12

1.2.1 Молекулярно-лучевая эпитаксия......................................................... 12

1.2.2 Осаждение распылением...................................................................... 13

1.2.3 Химическое осаждение из газовой фазы............................................. 16

1.2.4 Атомно-слоевое осаждение.................................................................. 17

1.2.5 Импульсное лазерное осаждение......................................................... 18

1.2.6 Рост из жидкой фазы............................................................................ 18

1.3 Диаграмма фазовых состояний твердых растворов цирконата-титаната

свинца.................................................................................................................. 19

1.4 Самополяризация в пленках сегнетоэлектриков................................. 24

1.5 Явление флексоэлектричества в тонкопленочных структурах................... 30

1.6 Температурные зависимости диэлектрической проницаемости и

диэлектрических потерь..................................................................................... 33

1.7 Использование метода ДОЭ для анализа сегнетоэлектрических пленок 39

Глава 2.

2.1 Получение тонкопленочных конденсаторных структур Pt∕∏,TC∕Pt... 46

2.1.1 ВЧ-магнетронное распыление.............................................................. 46

2.1.2 Высокотемпературный отжиг.............................................................. 49

2.1.3 Нанесение контактных площадок........................................................ 49

2.2 Методы исследования электрофизических характеристик тонких

пленок................................................................................................................. 51

2.2.1 Измерение петель диэлектрического гистерезиса............................... 51

2.2.2 Измерение вольт-фарадных, частотных и температурных

з

зависимостей диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь 54

2.3 Структурные исследования тонких пленок цирконата-титаната свинца 56

2.3.1 Рентгенодифракционный анализ.......................................................... 56

2.3.2 Исследования поверхности с помощью растрового электронного

микроскопа.......................................................................................................... 57

2.3.3 Метод дифракции отраженных электронов (ДОЭ)............................. 58

2.3.4 Электронно-зондовый микроанализ................................................... 60

2.3.5 Оптическая микроскопия поверхности пленок................................... 62

2.3.6 Сканирующая зондовая микроскопия................................................. 62

Глава 3. Результаты исследований фазового состояния, структуры и состава тонких пленок ЦТС....................................................................................................... 65

3.1 Влияние температуры отжига на фазовое состояние, микроструктуру и

состав тонких пленок ЦТС................................................................................. 65

3.2 Изменение свойств тонких пленок ЦТС при вариации давления рабочего

газа.......................................................................................................................

3.3 Фазовый анализ тонких пленок ЦТС.......................................................... 78

3.4 Температурные измерения диэлектрических характеристик тонких

пленок ЦТС......................................................................................................... 86

Глава 4. Исследования диэлектрических, пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств тонких пленок ЦТС............................................................................ 88

4.1 Диэлектрические и пироэлектрические свойства........................................ 88

4.2 Исследование самополяризованного состояния и локальной поляризации

тонких пленок ЦТС методом силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика 97

Заключение................................................................................................ 107

Список литературы...................................................................................... 108