С использованием рентгендифракционного анализа, диэлектрической спектроскопии, методов анализа сегнетоэлектрических свойств и сканирующей зондовой микроскопии исследованы фазовый состав, наноструктура и свойства тонких пленок мультиферроика Ba2NdFeNb4O15. Для роста пленок на поверхности монокристаллической подложки Pt/MgO(001) использовался одностадийный метод ВЧ-катодного распыления в атмосфере кислорода. Установлено, что полученные пленки Ba2NdFeNb4O15 являются однофазными, беспримесными и с-ориентированными, что позволило изучить их диэлектрические свойства вдоль полярного направления. В пленках имели место деформации растяжения элементарной ячейки 1.35% вдоль полярной оси), что привело к реализации в пленке Ba2NdFeNb4O15 сегнетоэлектрической фазы при комнатной температуре. Обсуждаются причины выявленных закономерностей и перспективы использования данного материала в виде наноразмерных тонких пленок. Ключевые слова: мультиферроик, диэлектрические характеристики, сегнетоэлектрик, тетрагональная вольфрамовая бронза.
The phase composition, nanostructure, and properties of Ba2NdFeNb4O15/Si(001) multiferroic thin films have been studied by X-ray diffraction analysis, scanning probe microscopy, and capacitance-voltage characteristics analysis. The RF cathode sputtering in an oxygen atmosphere was used for films fabrication. It has been found that the obtained Ba2NdFeNb4O15 films are single-phase, impurity-free, polycrystalline textured (c-oriented), and the out-of-plane strain is 0.8%, which leads to the presence of ferroelectric properties at room temperature. It is shown that the surface roughness of the films is ~ 15.39 nm, the lateral size of the crystallites is ~ 134 nm, and the relative permittivity in the temperature range of -190…150 °C is 95-130. The reasons for the revealed regularities are discussed.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.