Preparation of Ferroelectric Superlattice Using Phot-excited Process and Their applications to Functional Deviccs
光激发铁电超晶格的制备及其在功能器件中的应用
基本信息
- 批准号:06452217
- 负责人:
- 金额:$ 3.33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
- 财政年份:1994
- 资助国家:日本
- 起止时间:1994 至 1995
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
PbTiO_3, Pb (Zr, Ti) O_3 (PZT) and (Pb, La) (Zr, Ti) O_3 (PLZT) thin films were prepared by MOCVD in order to realize the Pb-based ferroelectric superlattice structure. For the evaluation of the crystallinity and epitaxial relationship of the ultrathin films, the energy dispersive typed total reflection X-ray diffraction (TRXD) method was used for the first time. The growth mechanism of pbTiO_3 and PZT thin films at the initial growth stage was also investigated using an atomic force microscope (AFM).Using TRXD,in-plane orientation, epitaxial relationship and lattice spacing of PbTiO_3 and PZT thin films (3 nm - 100 nm in thickness) grown on Pt/MgO were evaluated. From these measurements, it was found that the in-plane orinetations of PbTiO_3 and PZT were strongly dependent on that of Pt on MgO.Lattice spacing of PZT (100) in in-plane at an azimutal angle of 0゚ was 0.399nm. It was also found that PZT on Pt/MgO was compressed in the in-plane and tensed in the vertical direction by the internal stress derived from the inner strains such as lattice mismatch, differnce in the thermal expansion coefficient and the volume change with the ferroelectric phase transition. AFM observations of initial growth stage of PbTiO_3 showed that the islands grew gradually in a lateral dimension until finally they covered the entire substrate surface. From AFM observatins, it was found that the main growth mechanism initial growth stages (-100 nm in thickness) was two-dimensional growth.From our experiments, it was found that the TRXD method and AFM are very useful to evaluate the structural nature of ultrathin ferroelectric films. In particular, the energy dipersive type TRXD method is very promising to evaluate ferroelectric superlattice structure because highly precise in-situ measurement with high reliability can be carried out.
为了实现铅基铁电超晶格结构,采用MOCVD法制备了PbTiO3、PbPZT和(PbLa)(ZrTiO3)(PLZT)薄膜。首次采用能量色散型全反射X射线衍射法(TRXD)对超薄膜的结晶度和外延关系进行了研究。用原子力显微镜(AFM)研究了PbTiO3和PZT薄膜生长初期的生长机理,用TRXD研究了PbTiO3和PZT薄膜(厚度3 nm~100 nm)的面内取向、外延关系和晶格间距。测量结果表明,PbTiO3和PZT面内取向强烈依赖于铂在镁上的取向,PZT面内方位角为0゚时的晶格间距为0.399 nm。研究还发现,由于晶格失配、热膨胀系数的不同和体积随铁电相变的体积变化等内应力的作用,PZT在铂/镁氧化物上的压应力在平面内被压缩,在垂直方向上被拉紧。原子力显微镜对PbTiO3生长初期的观察表明,这些孤岛在横向方向上逐渐长大,最终覆盖整个衬底表面。从AFM观察发现,生长初期(厚度为-100 nm)的主要生长机制是二维生长。实验发现,TRXD方法和AFM对于评价超薄铁电薄膜的结构性质是非常有用的。特别是,能量弥散型TRXD方法可以进行高精度、高可靠性的现场测量,因此在铁电超晶格结构评价中具有很好的应用前景。
项目成果
期刊论文数量(56)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Masaru Shimizu: "MOCVD of Ferroelectric Pb(Zr,Ti)O_3 and (Pb, La)(Zr, Ti)O_3 Thin Films for Memory Device Applications" Mat. Res. Soc. Symp. Proc.361. 295-305 (1995)
Masaru Shimizu:“用于存储器件应用的铁电 Pb(Zr,Ti)O_3 和 (Pb, La)(Zr, Ti)O_3 薄膜的 MOCVD”Mat。
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Tadashi Shiosaki: "Characterization of PZT Films Grown by MOCVD on 6-8 Inch Si Waters" Integrated Ferroelectrics. 7. 111-121 (1995)
Tadashi Shiosaki:“通过 MOCVD 在 6-8 英寸硅水中生长的 PZT 薄膜的表征”集成铁电体。
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Shiosaki: "Characterization of PZT Films Grown by MOCVD on 6-8 Inch Si Wafers" Integrated Ferroelectrics. 7. 111-121 (1995)
T.Shiosaki:“通过 MOCVD 在 6-8 英寸硅晶片上生长的 PZT 薄膜的表征”集成铁电体。
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