Struktura i własności elektryczne warstw $Sr_{n+1}Ru_{n}O_{3n+1}/Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_{3}O_{12}$ nanoszonych techniką laserową

Abstract

Dwuwarstwy $Sr_{n+1}Ru_{n}O_{3n+1}/Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_{3}O_{12}$ (materiał ferroelektryczny / tlenek przewodzący) wytworzono techniką ablacji laserowej (PLD) na podłożu Si (100). Analizę struktury warstw przeprowadzono za pomocą: transmisyjnej mikroskopii skaningowej, wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz dyfrakcyjnej rentgenowskiej analizy fazowej, własności elektryczne przeprowadzono za pomocą spektroskopii impedancji elektrycznej oraz metody Van der Pauw. Badania własności elektrycznych warstw $Sr_{4}Ru_{2}O_{9}$, które stanowiły podłoże dla warstw BLT wykazały, że w wysokich temperaturach $Sr_{4}Ru_{2}O_{9}$ zachowuje się jak przewodnik tlenkowy, a w niskich temperaturach jak półprzewodnik. W cienkich warstwach BLT oś polaryzacji jest prostopadła do płaszczyzny podstawy próbki, natomiast w grubych warstwach oś polaryzacji jest równoległa do płaszczyzny podstawy próbki, co potwierdza pojawieniem się uprzywilejowanej orientacji wzrostu kryształów (00l). Analiza mikrostruktury za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej wykazała obecność na granicy między $Sr_{4}Ru_{2}O_{9}$ i BLT warstwy pośredniej składającej się z fazy $SrTiO_{3}$ oraz z niesklasyfikowanej fazy o dużych odległościach międzypłaszczyznowych. Faza ta tworzy się kosztem materiału ferroelektrycznego.