ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выполнены комплексные исследования основных электрофизических характеристик сегнетоэлектрических тонкопленочных конденсаторных структур Pt∕PZT(54∕46)∕Pt, изготовленных двухступенчатым (ex-situ) методом с помощью ВЧ магнетронного распыления при температурах отжига 540 - 570 °C.

1. Установлено, что полученные вольт-амперные характеристики пленок PZT(54∕46) с различными температурами синтеза носят преимущественно нелинейный и асимметричный характер. Данная асимметрия ВАХ свидетельствует о различных условиях на интерфейсах тонкопленочной структуры Pt∕PZT(54∕46)∕Pt. Для пленок с температурами синтеза 545 - 570 °C в интервале приложенных полей от 20 до 40 кВ-см^-1 характерно резкое увеличение силы тока на несколько порядков, причем наибольший скачок (~10⁵раз) наблюдается для пленок с Г_СИНТ= 550 °C.

2. Для пленок с температурой синтеза 570 °C наблюдается смена пропускного и запорного направления тока с ростом приложенного напряжения, что связано с завершением превращения перовскит фаза I - перовскит фаза II.

3. На основе анализа вольт-амперных характеристик исследуемых структур, полученных в широком температурном интервале, выделено два доминирующих механизма проводимости: омический (до 10 кВ-см^-1) и эмиссия Пула-Френкеля (от 10 до 70 кВ-см^-1). Установлено, что с увеличением температуры (при нагревании) проводимость данных структур увеличивается, существенно не меняя вид ВАХ. Для пленок PZT(54∕46) вычислены энергия активации (Е_а= 0,65 ± 0,10 эВ) и подвижность носителей (μ = (2,9 ± 0,5) ∙ 10^-2 см²-В^-1-с^-1).

4.

5. Определены диэлектрическая проницаемость и удельная электропроводность пленок PZT(54∕46) в переменном измерительном поле,

которые обнаруживают экстремальные зависимости от температуры синтеза пленок, с минимумом, приходящимся на 550 - 555 °C.

6. На основе вольт-фарадных характеристик определены величины полей смещения и потенциальных барьеров в исследуемых конденсаторных структурах, значения которых находятся в пределах от 30 до 50 кВ-см^-1 и от 0,2 до 2,0 эВ соответственно, причем зависимость данных величин от температуры синтеза близка к параболической с максимумом при Тсинт= 550 - 555 °C.

7. На основе вольт-амперых характеристик пленок PZT(54∕46) рассчитаны величины потенциальных барьеров на интерфейсе Pt-PZT, значения которых находятся в пределах от 0,1 до 0,3 эВ. Для исследуемых пленок определен вклад поляризации в величину потенциального барьера на границе Pt-PZT, численно его величина составила 0,4 эВ.

8. На основе петель диэлектрического гистерезиса в исследуемых пленках PZT(54∕46) определены величины остаточной поляризации, изменяющиеся в пределах от 4 до 20 мкКл-см^-2 с минимумом при Г_СИНТ= 555 °C, коэрцитивного поля, значения которого находятся в интервале от 25 до 60 кВ-см^-1, а также определены внутренние поля смещения, которые достигают 10 кВ-см^-1.