Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ЦИРКОНАТА-ТИТАНАТА СВИНЦА И ИХ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
Автор Д.А. Коваленко, В.В. Петров
Рубрика РАЗДЕЛ IV. ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 08, 2015
Индекс УДК 53.043
DOI
Аннотация Описаны исследования морфологии поверхности и химического состава пленок цирконата-титаната свинца, сформированные на окисленных кремниевых подложках методом вч-реактивного распыления на установке «Плазма-80 СЭ». Исследования морфологии поверхности образцов пленок ЦТС проводились методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) на зондовой нанолаборатории Ntegra. Статистические параметры морфологии поверхности определялись с помощью программы Gwyddion. В результате обработки трёхмерных изображений квадратных участков поверхности получен график функции распределения высоты профиля поверхности ρ=f(h) пленок. При помощи программы были рассчитаны значения фрактальной размерности Df фрактальной поверхности ЦТС, которые лежат в диапазоне от 2,06 до 2,61. Также были рассчитаны значения среднеквадратичного параметра шероховатости поверхности (Rq), которые варьируются от 0,9 до 44,6нм,и построены профилограммы поверхности исследованных образцов, которые показывают наличие повторяющихся структур. Исследования химического и фазового составов методом РФЭС проводились на рентгеновском фотоэлектронном спектрометре системы «K-Alpha». В качестве источника рентгеновского излучения использовалась Kα12-линия Al (hν = 1486,6 эВ). Вакуум в камере анализатора, во время проведения эксперимента, был не хуже 2,5x10-9мбар. РФЭС показали, что химическая формула исследованных образцов сегнетоэлектрических пленок ЦТС на окисленных кремниевых подложках выглядит следующим образом: Pb(Ti0,49, Zr0,51)O3.

Скачать в PDF

Ключевые слова Цирконат-титанат свинца; сегнетоэлектрики; высокочастотное реактивное распыление; АСМ; РФЭС; морфология поверхности, химический состав.
Библиографический список 1. Третьяков Ю.Д., Лепис Х. Химия и технология твердофазных материалов. – М.: Изд-во МГУ, 1985. – 256 с.
2. Izyumskaya N., Alivov Y.-I., Cho S.-J., Morko H., Lee H., Kang Y.-S. Processing, structure, properties, and applications of PZT thin films // Critical Reviews in Solid State and-Materials Sciences. – 2007. – Vol. 32. – P. 111-202.
3. Woodward D.I., Knudsen J., Reaney I.M. Review of crystal and domain structures in the Pb(ZrxTi1-x)03 solid solution // Phys.Rev. B. – 2005. – Vol. 72. – P. 104-110.
4. Shirane B.G., Suzuki К., Takeda A. Phase-transitions in solid solutions of PbZr03 and PbTiQ3 (II). X raystudy // J. Phys. Soc. Japan. – 1952. – Vol. 7. – P. 12-18.
5. Богомолов A.A., Сергеева O.H., Киселев Д.А., .Каптелов Е.Ю., Пронин И.П. Особенности пироэлектрических свойств тонких пленок цирконата-титаната свинца, содержащих избыток оксида свинца // Письма в ЖТФ. – 2005. – Т. 31. – Вып. 11. – С. 42-50.
6. Losego M.D., Jimison L.H., Ihlefeld J.F., Maria J.-P. Ferroelectric responsefrom lead zirconatetitanate thin films prepared directly on low-resistivity copper substrates // Appl.Phys.Lett. – 2005. – Vol. 86. – P. 172-906.
7. Polla D.L. Microelectromechanical systems based ferroelectric thin films // Microelectronic Engineering. – 1995. – Vol. 29. – P. 51-58.
8. Whatmore R.W. Ferroelectrics, microsystems and nanotechnology // Ferroelectrics. – 1999. – Vol. 225. – P. 179-192.
9. Сенкевич С.В. Особенности кристаллизации и сегнетоэлектрических свойств тонких поликристаллических пленок цирконата-титаната свинца, полученных двухстадийным методом: дис. … канд. тех. наук (01.04.07). – Санкт-Петербург, 2011. – 166 с.
10. Клето Г.И., Мартынюк Я.В., Савчук А.И., Стребежев В.Н., Обедзинский Ю.К. Нано-
размерные сегнетоэлектрические пленки для интегральных запоминающих элементов // Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии. – 2009. – Т. 7, № 1. – С. 65-71.
11. Сенкевич С.В. Применение атомно-силовой микроскопии для контроля поверхности тонких пленок с целью оптимизации процессов их формирования // Материалы V Международной научно-технической школы-конференции. – 2008. – C. 160-163.
12. Мухортов В.М., Юзюк Ю.И. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. – 224 с.
13. Коваленко Д.А., Петров В.В., Клиндухов В.Г. Разработка датчика динамических деформаций на основе сегнетоэлектрических пленок цирконата-титаната свинца // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 4 (153). – С. 184-190.
14. Galiyarovа N.M., Bey A.B. Fractal microstructure, dielectric & conductivity spectra of PZT piezoceramics // Physics of Electronic Materials (2nd International Conference Proceedings). Kaluga May 24-27. 2005. – Vol. 2. – P. 80-83.
15. Van Put A., Vertes A., Wegrzynek D., Treiger B., Van Grieken R. Quantitative characerization of individual particle sutfaces by fractal analysis of scanning electron microscope images // Fresenius J Analen Chem. – 1994. – Р. 440-447.
16. Zahn W., Zцsch A. The dependance of fractal dimension on measuring conditions of scanning probe microscopy // Fresenius J Analen Chem. – 1999. – Р. 168-172.
17. Торхов Н.А. Формирование структуры собственного оксида на поверхности n-GaAs при естественном окислении на воздухе // Физика и техника полупроводников. – 2003. – Т. 37. – Вып. 10. – С. 1205-1213.
18. Bony A. Study of nano-roughness for silica-on-silicon technology by Scanning Electron Microscopy and light scattering // Doctorate degree thesis, Universitй Louis Pasteur, 2004.
19. Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy / ed. J.T.Grant, D.Briggs // IM Publications, 2003.
20. Crist B.V. Handbooks of monochromatic XPS spectra. Vol. 2. Commercially pure binary oxides and a few common carbonates and hydroxides. / Ed by B.V. Crist // XPS International LLC, 2005.
21. Shirley D.A. High-Resolution X-Ray Photoemission Spectrum of the Valence Bands of Gold // Phys. Rev. B. – 1972. – Vol. 5, No. 12. – P. 4709-4714.

Comments are closed.