Сегнетоэлектричество

Влияние сильного статического электрического поля и нагрева на характеристики высокочастотного импеданса структур металл–сегнетоэлектрик–полупроводник

Д. А. Белорусов, Е. И. Гольдман, Г. В. Чучева

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия

Аннотация: Проведены исследования влияния нагрева и сильных полевых, но допробойных, воздействий на высокочастотные характеристики импеданса гетероэпитаксиальных структур Ni–Ba$_{0.8}$Sr$_{0.2}$TiO$_3$–$p$Si с толщиной сегнетоэлектрика 50 nm. Показано, что независимо от полярности полевого стресса, характеристики сдвигались в сторону положительного смещения, и ширина петель гистерезиса уменьшалась; уровни плато практически оставались неизменными. Нагрев до 121$^\circ$C приводил к изменению уровней верхнего плато характеристик: для емкости он снижался, а для проводимости – поднимался; ветви на петле не просто сужались и сдвигались, а менялись местами по сравнению с исходной зависимостью (реверс петли). Данные результаты могут быть объяснены: при полевом воздействии – генерацией дополнительных электронных состояний, локализованных в буферном слое на границе раздела кремний – Ba$_{1-x}$Sr$_x$TiO$_3$, а при нагреве – возникновением эффектов запаздывания вследствие развития флуктуационных процессов, лежащих в основе размытия фазового перехода из сегнетоэлектрического в параэлектрическое состояние.

Ключевые слова: высокочастотные полевые характеристики импеданса, полевой стресс, петли гистерезиса, генерация дополнительных локализованных электронных состояний, эффекты запаздывания, флуктуационные процессы, размытый фазовый переход.

Поступила в редакцию: 31.01.2022
Исправленный вариант: 01.02.2022
Принята в печать: 02.02.2022

DOI: 10.21883/FTT.2022.05.52336.273

Реферативные базы данных:

•