Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 30: Schichteigenschaften VII

DS 30.5: Vortrag

Freitag, 30. März 2001, 13:00–13:15, S 13/14

Strukturelle Charakterisierung dünner SrBi₂Ta₂O₉-Filme unter dem Einfluß äußerer elektrischer Felder mittels Röntgenreflektivität — •Uwe Klemradt¹, Markus Aspelmeyer¹ und Walter Hartner² — ¹Sektion Physik und Center for NanoScience, Ludwig-Maximilians-Universität München, Geschw.-Scholl-Pl. 1, 80539 München — ²Infineon Technologies, Otto-Hahn-Ring 6, 81739 München

SrBi₂Ta₂O₉ (SBT)-Filme mit Dicken von 60 bzw. 180 nm wurden unter industriellen Produktionsbedingungen mittels Spin-Coating auf ein Elektroden-Schichtsystem Pt/Ti/SiO₂ aufgebracht. Die spekulare und diffuse Röntgenreflektivität bei einer Wellenlänge von 0.1305 nm wurde dazu benutzt, die Antwort der Filme auf das Anlegen reversibler äußerer elektrischer Felder bis zu einer Feldstärke von 10 kV/cm zu untersuchen. Die Experimente fanden bei Zimmertemperatur statt, so daß alle Filme sich in der ferroelektrischen Phase befanden. In jedem Polarisationszustand wurden strukturelle Parameter der Filme einschließlich der Filmdicken und Grenzflächenrauhigkeiten gemessen. Mit zunehmendem elektrischen Feld konnte eine deutliche Ausdehnung der Filme in Feldrichtung beobachtet werden, die die Abschätzung effektiver piezoelektrischer Koeffizienten ermöglichte. Des weiteren konnten wir gleichzeitig signifikante Änderungen der SBT-Oberflächenmorphologie auf der Nanometerskala beobachten. Die beobachteten Modifikationen waren bei Feldumkehr reversibel, wiesen jedoch eine Hysterese auf. Die beobachteten Effekte werden im Hinblick auf Wachstumsprozesse ferroelektrischer Domänen diskutiert.