PECULIARITIES OF THE MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF THIN SPHEROLITIC PZT FILMS FORMED BY A TWO-STAGE RADIO-FREQUENCY MAGNETRON DEPOSITION METHOD
- Authors: Staritsyn M.V.1, Kiselev D.A.2, Pronin V.P.3, Krushelnitsky A.N.3, Senkevich S.V.3, Kaptelov E.Y.4, Pronin I.P.4
-
Affiliations:
- NRC «Kurchatov institute» - CRISM «Prometey»
- NUST MISIS
- Herzen University
- Ioffe Institute
- Issue: No 15 (2023)
- Pages: 196-206
- Section: Experimental studies of nanoparticles, nanosystems and nanomaterials
- URL: https://ogarev-online.ru/2226-4442/article/view/378448
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.196
- EDN: https://elibrary.ru/EYRBFS
- ID: 378448
Cite item
Full Text
Abstract
About the authors
Mikhail V. Staritsyn
NRC «Kurchatov institute» - CRISM «Prometey»Saint Petersburg, Russia
Dmitry A. Kiselev
NUST MISISMoscow, Russia
Vladimir P. Pronin
Herzen UniversitySaint Petersburg, Russia
Artemy N. Krushelnitsky
Herzen UniversitySaint Petersburg, Russia
Stanislav V. Senkevich
Herzen UniversitySaint Petersburg, Russia
Evgeny Yu. Kaptelov
Ioffe Institute
Igor P. Pronin
Ioffe Institute
Email: petrovich@mail.ioffe.RUS
References
- Mikolajick, T. Next generation ferroelectric materials for semiconductor process integration and their applications / T. Mikolajick, S. Slesazeck, H. Mulaosmanovic et al. // Journal of Applied Physics. - 2021. - V. 129. - I. 10. - Art. № 100901. - 21 p. doi: 10.1063/5.0037617.
- Wall, J.M. Sputtering process of ScxAl1-xN thin films for ferroelectric applications / J.M. Wall, F. Yan // Coatings. - 2023. - V. 13. - I. 1. - Art. № 54. - 18 p. doi: 10.3390/coatings13010054.
- Naito, K. The ferroelectric orthorhombic phase formation of Hf0.5Zr0.5O2 thin films on (-201) β-Ga2O3 substrate by atomic layer deposition / K. Naito, K. Yamaguchi, T. Yoshimura, N. Fujimura // Japanese Journal of Applied Physics. - 2023. - V. 62. - № SM. - P. SM1018-1-SM1018-5. doi: 10.35848/1347-4065/ace917.
- Zhang, H. Engineering of electromechanical oxides by symmetry breaking / H. Zhang, M. Vasiljevic, A. Bergne et al. // Advanced Materials Interfaces. - 2023. - V. 10. - I. 18. - Art. № 2300083. - 22 p. doi: 10.1002/admi.202300083.
- Izyumskaya, N. Processing, structure, properties, and applications of PZT thin films / N. Izyumskaya, Y.-I. Alivov, S.-J. Cho et al. // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. - 2007. - V. 32. - I. 3-4. - P. 111-202. doi: 10.1080/10408430701707347.
- Bretos, I. Active layers of high-performance lead zirconate titanate at temperatures compatible with silicon nano- and microelecrtonic devices / I. Bretos, R. Jiménez, M. Tomczyk et al. // Scientific Reports. - 2016. - V. 6. - Art. № 20143. - 14 p. doi: 10.1038/srep20143.
- Song, L. Toward low-temperature processing of lead zirconate titanate thin films: advances, strategies, and applications / L. Song, S. Glinsek, E. Defay // Applied Physics Reviews. - 2021. - V. 8. - I. 4. - Art. № 041315. - 37 p. doi: 10.1063/5.0054004.
- Ma, Y. Synthesis, microstructure and properties of magnetron sputtered lead zirconate titanate (PZT) thin film / Y. Ma, J. Song, X. Wang et al. // Coatings. - 2021. - V. 11. - I. 8. - Art. № 944. - 22 p. doi: 10.3390/coatings11080944.
- Елшин, А.С. Нелинейно-оптическая диагностика поликристаллических тонких плёнок цирконата-титаната свинца / А.С. Елшин, И.П. Пронин, С.В. Сенкевич, Е.Д. Мишина // Письма в журнал технической физики. - 2020. - Т. 46. - Вып. 8. - С. 32-35. doi: 10.21883/PJTF.2020.08.49306.18142.
- Изменение структуры субмикронных пленок ЦТС при тонком варьировании состава в области морфотропной фазовой границы / М. В. Старицын, М. Л. Федосеев, Е. Ю. Каптелов [и др.] // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - № 13. - С. 400-410. - doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.400. - EDN QPOSEP.
- Kolosov, V.Yu. Transmission electron microscopy studies of the specific structure of crystals formed by phase transition in iron oxide amorphous films / V.Yu. Kolosov, A.R. Thölén // Acta Materialia. - 2000. - V. 48. - I. 8. - P. 1829-1840. doi: 10.1016/S1359-6454(99)00471-1.
- Shtukenberg, A.G. Spherulites / A.G. Shtukenberg, Y.O. Punin, E. Gunn, B. Kahr // Chemical Reviews. - 2012. - V. 112. - I. 3. - P. 1805-1838. doi: 10.1021/cr200297f.
- Sun, W. Growth mechanism and microstructures of Cu2O/PVP spherulites / W. Sun, W. Zhou // Royal Society of Chemistry Advances. - 2022. - V. 12. - I. 31. - P. 20022-20028. doi: 10.1039/d2ra03302j.
- Lutjes, N.R. Spherulitic and rotational crystal growth of Quartz thin films / N.R. Lutjes, S. Zhou, J. Antoja-Lleonart et al. // Scientific Reports - 2021. - V. 11. - I. 1. - Art. № 14888. - 12 p. doi: 10.1038/s41598-021-94147-y.
- Musterman, E.J. Curved lattices of crystals formed in glass / E.J. Musterman, V. Dierolf, H. Jain // International Journal of Applied Glass Science. - 2022. - V. 13. - I. 3. - P. 402-419. doi: 10.1111/ijag.16574.
- Старицын, М.В. Микроструктура сферолитовых тонких пленок цирконата-титаната свинца / М.В. Старицын, В.П. Пронин, И.И. Хинич и др. // Физика твердого тела. - 2023. - Т. 65. - Вып. 8. - С. 1368-1374. doi: 10.21883/FTT.2023.08.56155.140.
- Старицын, М.В. Сегнетоэлектрические свойства тонких пленок цирконата-титаната свинца, полученных методом высокочастотного магнетронного распыления, в области морфотропной фазовой границы / М.В. Старицын, М.Л. Федосеев, Д.А. Киселев и др. // Физика твердого тела. - 2023. - Т. 65. - Вып. 2. - С. 296-301. doi: 10.21883/FTT.2023.02.54305.531.
- Nazeer, H. Compositional dependence of the Young's modulus and piezoelectric coefficient of (110)-oriented pulsed laser deposited PZT thin films / H. Nazeer, M.D. Nguyen, Ö.S. Sukas et al. // Journal of Microelectromechanical Systems. - 2015. - V. 24. - I. 1. - P. 166-173. doi: 10.1109/JMEMS.2014.2323476.
- Yagnamurthy, I. Mechanical and ferroelectric behavior of PZT-based thin films / I. Yagnamurthy, I. Chasiotis, J. Lambros et al. // Journal of Microelectromechanical Systems. - 2011. - V. 20. - I. 6. - P. 1250-1258. doi: 10.1109/JMEMS.2011.2167666.
- Тентилова, И.Ю. Образование микропор в пленках цирконата-титаната свинца / И.Ю. Тентилова, Е.Ю. Каптелов, И.П. Пронин, В.Л. Уголков // Неорганические материалы. - 2012. - Т. 48. - Вып. 11. - С. 1269-1273.
- Afanasjev, V.P. Polarization and self-polarization in thin PbZr1-xTixO3 (PZT) films / V.P. Afanasjev, A.A. Petrov, I.P. Pronin et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2001. - V. 13. - № 39. - P. 8755-8763. doi: 10.1088/0953-8984/13/39/304.
- Пронин, И.П. Вклад механических напряжений в самополяризацию тонких сегнетоэлектрических пленок / И.П. Пронин, Е.Ю. Каптелов, А.В. Гольцев, В.П. Афанасьев // Физика твердого тела. - 2003. - Т. 45. - Вып. 9. - С. 1685-1690.
Supplementary files
