Переключение и диэлектрическая релаксация в сегнетоэлектрических наноструктурах в форме пленок Ленгмюра-Блоджетт
Диссертация
В 40-х годах В. Л. Гинзбург развил на основе теории фазовых переходов Ландау феноменологическую теорию сегнетоэлектричества. Несколько позже к похожим результатам пришел Девоншир. Позднее многие аспекты этой теории были рассмотрены Е. М. Лифшицем, B.JI. Инденбомом, С. А. Пикиным, А. П. Леванюком, Д. Г. Санниковым и другими. Феноменологическая теория Ландау-Гинзбурга объяснила основные свойства… Читать ещё >
Содержание
- ЕЛАВА 1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ И ИХ КРИТИЧЕСКИЙ РАЗМЕР
- 1. 1. Ультратонкие сегнетоэлектрические пленки Ленгмюра-Блоджетт из сополимера винилиденфторида с трифторэтиленом П (ВДФ-ТрФЭ)
- 1. 2. Кинетика сегнетоэлектрического переключения по Ландау-Халатникову
- 1. 3. Критический размер в сегнетоэлектрических наноструктурах
- ЕЛАВА 2. ДВА МЕТОДА ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ УЛЬТРАТОНКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ
- 2. 1. Методы исследования процесса переключения сегнетоэлектрических ленгмюровских пленок. Экспериментальные образцы
- 2. 2. Исследование переключения ленгмюровских пленок толщиной от 10 до 100 монослоев
- ГЛАВА 3. КИНЕТИКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И СТАБИЛЬНОСТЬ СПОНТАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ОДНОМ МОНОСЛОЕ СОПОЛИМЕРА П (ВДФ-ТрФЭ)
- 3. 1. Кинетика переключения в одном монослое сополимера
- 3. 2. Кинетика релаксации поляризации в одном монослое сополимера
- ГЛАВА 4. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИСПЕРСИЯ В УЛЬТРАТОНКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ СОПОЛИМЕРА П (ВДФ-ТрФЭ)
- 4. 1. Методика измерения диэлектрической дисперсии
- 4. 2. Диэлектрическая релаксация в ЛБ пленках
- 4. 3. Частотные и температурные зависимости проводимости ЛБ пленок
- 4. 4. Влияние у-излучения на диэлектрический отклик в ЛБ пленках
Список литературы
- Valasek J. Piezoelectric and allied phenomena in salt of Rochelle. Phys. Rev. 1920. 15. P.537.
- Valasek J. Piezo-electric and allied phenomena in Rochelle salt. Phys. Rev. 1921. 17.P.475.
- Курчатов И.В. Сегнетоэлектрики. M., Л.: Гостехиздат, 1933. 104 с.
- Вул Б.М., Гольдман И. М. Докл. АН СССР. 1945. 46. с.454- 1945. 49. с. 177- 1946. 51. с. 21.
- Von Hippel A., Breckenridge R., Chesley F. G., and Tisza L. High-Dielectric-Constant Ceramics. Industrial and Engineering Chemistry. 1946. 38. P. 1097.
- Смоленский Г. А., Боков В. А., Исупов В. А. и др. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: Наука, 1971. 476 с.
- Пикин С.А. Структурные превращения в жидких кристаллах. М.: Наука, 1981.336 с.
- Fridkin V.M. Ferroelectric semiconductors (New York: Consultants bureau, 1980), 318 p.
- Scott J.F. Phase-transitions in Ferroelectric Thin Films. Phase Transitions. 1991. 30. P.107.
- Tilley D.R. Ferroelectric Thin Films: Synthesis and Basic Properties / Edz Paz de Araujo C., Scott J.F., Taylor G.F. Amsterdam: Gordon and Breach, 1996.
- Wang T.T., Helbert J.M., Glass A.M., The Application of Ferroelectric Polymers. New York: Chapman and Hall, 1988.
- Furukawa Т., Date M., Fukada E. Ferroelectric Behavior in the Copolymer of Vinylidene Fluoride and Trifluoroethylene. Ferroelectrics. 1980. 57. p.63.
- Yagi Т., Tatemoto M., Sako J.I. Transition behavior and dielectric properties in. trifluoroethylene and vinylidene fluoride copolymers. Polym. J. 1980.12. P.209.
- Furukawa T. Ferroelectrics. 1984. 57. P.63.
- Furukawa Т. Ferroelectric properties of vinylidene fluoride copolymers. Phase Transitions. 1989. 18. P. 143.
- Гинзбург В Л ЖЭТФ. 1945. 15. С. 739.
- Гинзбург В.Л. О поляризации и пьезоэффекте титаната бария вблизи точки сегнетоэлектрического перехода. ЖЭТФ. 1949. 19. С. 36.
- Ландау Л.Д. ЖЭТФ. 1949.19. С. 36.
- Ландау Л.Д. Phys. Z. Sowjun. 1937.11. С. 545.
- Devonshire A.F. Phylos. Mag. 1949. 40. P. 1040.
- Классен-Неклюдова M.B., Чернышева M.A., Штернберг A.A. // Докл. АН СССР. 1948. 63. С. 527.
- Merz W.J. Domain formation and domain wall motions in ferroelectric ВаТЮз single crystals. Phys. Rev. 1954. 95. P.690.
- Isibashi Y. Ferroelectric Thin Films: Synthesis and Basic Properties. Edz Paz de Araujo C., Scott J.F., Taylor G.F. Amsterdam: Gordon and Breach, 1996.
- Palto S.P., Blinov L., Dubovik E, Fridkin V., Petukhova N, Verkhovskaya K., Yudin S. Ferroelectric Langmuir-BIodgett Films. Ferroelectric Lett. 1995. 19. P.65.
- Bune A.V., Ducharme S., Friclkin V.M., Blinov L.M., Palto S.P., Petukhova N, Yudin S.G. Novel Switching Phenomena in Ferroelectric Langmuir-BIodgett Films. Appl. Phys. Lett. 1995. 67. P.3975−3977.
- Palto S., Blinov L., Dubovik E., Fridkin V., Petukhova N, Sorokin A., Verkhovskaya K., Yudin S. Ferroelectric Langmuir-BIodgett Films Showing Bistable Switching. Enrophys. Lett. 1996. 34. P.465−470.
- Bune A.V., Fridkin V.M., Ducharme S., Blinov L.M., Petukhova N.N., Yudin S. G, Zlatkin A.T. Two-dimensional ferroelectric films. Nature. 1998. 391. P.874−877.
- Choi J, Dowben P. A, Ducharme S, Fridkin V.M., Palto S. P, Petukhova N, Yudin S.G. Lattice and Band Structure Changes At the Surface Ferroelectric-Paraelectric Transition. Phys. Lett. 1998. A 249. P.505.
- Borca C.N., Choi J., Adenwalla S., Ducharme S., Dowben P.A., Robertson L., Fridkin V.M., Palto S.P., PetukhovaN. The Influence of Dynamical Scattering in Crystalline Poly (VDF-TrFE) copolymers. Appl. Phys. Lett. 1999. 74. P.347.
- Choi J, Dowben P.A., Bune A.V., Ducharme S., Fridkin V. M, Palto S.P., Petukhova N., Evidence of Dynamic Jahn-Teller Distortions in Two Dimensional Crystalline Molecular Films. Phys. Rev. 1999. B59. P. 1819.
- S. Ducharme, A. V. Bune, V. M. Fridkin, L. M. Blinov, S. P. Palto, A. V. Sorokin, S. Yudin, Phys. Rev. 1998. B57. P.25.
- Ducharme S, Fridkin V. M, Bune A, Palto S. P, Blinov L. M, Petukhova N. N, Yudin S.G. Intrinsic Ferroelectric Coercive Field. Phys. Rev. Lett. 2000. 84. P. 175.
- Блинов Л. М, Фридкин B. M, Палто С. П, Буне А. В, Даубен П. А, Дюшарм С. Двумерные сегнетоэлектрики. УФН. 2000. 170. вып. 3. С.247−262.
- Qu Н, Yao W, Garcia Т, Zhang J, Sorokin A. V, Ducharme S, Dowben P. A, Fridkin V.M. Nanoscale polarization manipulation and conductance switching in ultrathin films of a ferroelectric copolymer. Appl. Phys. Lett. 2003. 82. P.4322.
- VizdrikG, Ducharme S, Fridkin V. M, Yudin S.G. Kinetics of Intrinsic Ferroelectric Switching in Ultrathin Films. Phys. Rev. 2003. В 68. P.94 113.
- Ландау Л. Д, Халатников И.Т.//Докл. АН СССР. 1954. 96. С. 469.
- Ландау Л. Д, Лифшиц Е. М. Статистическая физика (М.: Наука, 1964)
- Ricinschi D, ITarnagea С, Papusoi К. et al. Analysis of ferroelectric switching in finite media as a Landau-type phase transitions. J. Phys.: Condens. Matter.1998. 10. P.477
- Гейваидов A. P, Палто С. П, Юдин С. Г, Блинов Л. М. и др. Дисперсия времени переключения и сохранение бистабильных состояний в сегнетоэлектрических пленках Ленгмюра-Блоджетт. ЖЭТФ. 2004.126. С. 99.
- Blinov L, Bune A, Dawben Р, Ducharme S, Fridkin V, Palto S, Verkhovskaya K, Vizdrik G, Yudin S. Ferroelectricity at molecular level. Phase Transitions. 2004. 77. N 1−2. P.161.
- Prasertchoung S., Nagarajan V., Ma Z., Ramesh R. Polarization switching of submicron ferroelectric capacitors using an atomic force microscope. Appl. Phys. Lett. 2004. 84. P.3130−3132.
- Kim Y S, in Proc. of the Workshop Nanoelectronics Days 2005, Abstract book, Forschungszentrum Jiilich (2005) p.49.
- Onsager L. Crystal Statistics. I. A Two-Dimensional Model with an Order-Disorder Transition. 1944. Phys. Rev. 65. P. l 17.
- Ishikawa K, Yoshikawa K, Okada N. Size effect on the ferroelectrics phase transition in PbTi03 ultrafine particles. Phys. Rev. 1988. В 37. P.5852.
- Tagantsev A. Size effects in polarization switching in ferroelectric thin films. Integr. Ferroelectrics. 1997. 16. P.237−244.
- Auciello O., Scott J.F., Ramesh R. The physics of ferroelectric memories. Phys. Today. 1998. 51. 22−27.
- Batra I.P., Silverman B.D. Thermodynamic Stability of Thin Ferroelectric Films. Solid State Comman. 1972. 11. P.291.
- Scott J.F. The physics of ferroelectric ceramic thin films for device applications. Feiroelectr. Rev. 1998. 1. P. l-130.
- Li S., Eastman A., Li Z., Foster C.M., Newnham R.E., Cross L.E. Size effects in nanostructured ferroelectrics. Phys. Lett. 1996. A 212 P.341−346
- Yanase N., Abe K., Fukushima N., Kawakubo T. Thickness Dependence of Ferroelectricity in Heteroepitaxial BaTi05 Thin Film Capacitors. Jpn. J. Appl. Phys. 1999. 38. P.5305−5308.
- Karasawa J. Integr. Ferroelectrics. 1996. 12. P. 105.
- Li S., Eastman J.A., Vetrone J.M., Foster C.M., Newnham R.E., Cross L.E. Dimension and Size Effects in Ferroelectrics. Jpn. J. Appl. Phys. 1997. 36. P.5169.
- Maruyama Т., Saitoh M., Sakai I., Hidaka Т., Yano Y., Noguchi T. Growth and characterization of 10-nm-thick c-axis oriented epitaxial PbZio.25Tio.75O3 thin films on (100)Si substrate. Appl. Phys. Lett. 1998. 73. P.3524−3526.m
- Tybell Т., Ahn C.FI., Triscone J.-M. Ferroelectricity in Thin Perovskite Films. Appl. Phys. Lett. 1999. 75. P.856.
- Ghosez Ph., Rabe K.M. A microscopic model of Ferroelectricity in free-standing PbTi03 Ultrathin Films. Appl. Phys. Lett. 2000. 76. P.2767−2769.
- Zembilgotov A.G. Ultrathin epitaxial ferroelectric films grown on compressive substrates: Competition between the surface and strain effects. J. Appl. Phys. 2004. 91. P.2247−2254.
- Ahn C.H., Rabe K.M., Triscone J.-M. Ferroelectricity at the Nanoscale: Local Polarization in Oxide Thin Films and Heterostructures. Science. 2004. 303. P.488.
- Fong D.D. Stephenson G.B., Streiffer S., Eastman J., Auciello O., Fuoss P., Thompson C. Ferroelectricity in Ultrathin Perovskite Films. Science. 2004. 304. P. 1650−1653.
- Naumov T.I., Bellaiche L., Fu H. Unusual phase transitions in ferroelectric nanodisks and nanorods. Nature. 2004. 432. P.737.
- Санников Д.Г., Желудев И. С. ФТТ. 1985. 27. Р.1369.
- Tilley D.R., Zeks В. Landau theory of phase transitions in thick films. Solid State Commun. 1984. 49. P.823.
- Tilley D.R. Finite-Size Effects on Phase Transitions in Ferroelectrics. In Ferroelectric Thin Films- Synthesis and Basic Properties. Vol. 3. Eds Paz De Araujo C., Scott J.F., Taylor G.F. Gordon and Breach, Amsterdam, 1996, P. l 1.
- Wang C.L., Zhong W.L., Zhang P.L. J. Phys.: Condens. Matter. 1992. 3. P.4743.
- Qu B.D., Zhang P.L., Wang Y.G., Zhong, W.L. Dielectric susceptibility of ferroelectric thin films. Ferroelectrics. 1994. 152. P.219−224.
- Lines M.E., Glass A.M. Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials (Oxford: Clarendon Press, 1977).
- Kohlstedt I4L, Pertsev N.A., Waser R. Size effects on polarization in epitaxial ferroelectric films and the concept of ferroelectric tunnel junctions including first results. Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2002. 688. P. l61.
- De Gennes P.G. Collective motions of hydrogen bonds. Solid State Commun. 1963. 1. P.132−137.
- Cottam M.G., Tilley D.R., Zeks B. Theory of surface modes in ferroelectrics. J. Phys. C: Solid State Phys. 1984. 17. P. 1793−1823.
- Glinchuk M.D., Morozovska A.N. Mechanism of ferroelectric thin films self-polarization phenomenon. J. Phys. Condens. Matter. 2004. 16. P.3517−3531.
- Fridkin V.M. Ginzburg soft mode conception and ferroelectricity in ultrathin films. Phys.: Condens. Matter. 2004. 16. P.7599.
- Иванов О.В., Шпорт Д. А., Максимов Е. Г. Микроскопические расчеты сегнетоэлектрической неустойчивости в перовскитных кристаллах. ЖЭТФ. 1998.144. С.ЗЗЗ.
- Максимов Е.Г., Зиненко В. И., Замкова 1Т.Г. Расчеты физических свойств ионных кристаллов из первых принципов. УФН. 2004. 174. С.1145−1170.
- Rabe К.М. Ghosez Ph.J. Ferroelectricity in PbTiO thin films: a first-principles approach. Electroceram. 2000. 4. P.393−397
- Meyer В., Vanderbilt D. Ab initio study of BaTi03 and PbTi03 surfaces in external electric fields. Phys. Rev. В 2003. 63. P.205 426.
- Junquera J., Ghosez P. Critical Thickness for Ferroelectricity in perovskite ultrathin films. Nature. 2003. 422. P.506−509.
- Bai M., Poulsen M., Sorokin A., Ducharme S. Herzinger C.M., Fridkin V.M. Determination of the Optical Dispersion in Ferroelectric Vinylidene Fluoride (70%)/Trifluoroethylene (30%) Copolymer Langmuir-Blodgett Films. J. Appl. Phys. 2004. 95. P. 3372.
- Верховская К.А., Иевлев А. С. Сегнетоэлектрические свойства полимерных пленок Ленгмюра-Блоджетт//Материалы X Международной конференции «Физика диэлектриков». Санкт-Петербург. 2004. С.396−398.
- Верховская К.А., Кочервинский В. В. Радиационные эффекты в полимерных фторсодержащих сегнетоэлектриках. Высокомол. соед. А. 1990. 32. N8. С. 1669.
- Дебай П. Полярные молекулы. М.:Гостехиздат. 1931.
- Усманов С.М. Релаксационная поляризация диэлектриков. М.-.Наука. 1996. с. 145.
- Блинц Р., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.:Мир. 1975.
- Струков Б.А., Леванюк А. П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. М.:Наука. 1983. с. 239.
- Pawlaczyk С. Domain wall dielectric response in the phase transition region in some ferroelectrics. Ferroelectrics. 1993. 140. P.127−132.
- Furukawa T. and Johnson G. Dielectric relaxations in a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene. J. Appl. Phys. 1981. 52. N2. P.940−943
- Verkhovskaya K.A., levlev A.S., Lotonov A.M., GavrilovaN.D., Fridkin V.M. Dielectric relaxation in ultrathin ferroelectric Langmuir-Blodgett films of vinylidene fluoride and trifluoroethylene copolymer. Physica B. 2005. 368. P. 105−108.
- Лотонов A.M., Иевлев A.C., Гаврилова Н. Д., Верховская К. А., Юдин С. Г. Диэлектрическая дисперсия в полимерных сегнетоэлектрических пленках Ленгмюра-Блоджетт. ФТТ. 2006. 48. С. 1101−1103.
- Палто С., Лотонов А., Верховская К., Андреев Г., Гаврилова Н. Фазовые переходы и низкочастотная диэлектрическая дисперсия в сегнетоэлектрических пленках Ленгмюра-Блоджетт сополимера винилиденфторида с трифторэтиленом. ЖЭТФ. 2000. 117. С.342−351.
- Иевлев А.С., Верховская К. А. Влияние у-излучения на диэлектрическую дисперсию сегнетоэлектрических пленок Ленгмюра-Блоджетт.//Материалы
- Международной научно-технической школы-конференции «Пленки 2005″. Москва. 2005. 4.1. С.85−88.
- Capaccioli S, Lucchesi М, Rolla Р. А» and Ruggeri G. Dielectric response analysis of a conducting polymer dominated by the hopping charge transport. J. Phys.: Condens. Matter. 1998. 10. P.5595.
- Deng Z. G, Mauritz K.A. Dielectric relaxation studies of acid-containing short-side chain perfluorosulfonate ionomer membranes. Macromolecules. 1992. 25. P.2369−2380.
- Jonscher A.K. Universal relaxation Law. L.:Chelsea Dielectric Press, 1996.
- Othon C, Ducharme S. Effects of electron irradiation on the ferroelectric properties of LB copolymer films//Abstracts of the 10th European meeting on Ferroelectricity. Cambridge UK. 2003. V.8. N.l. P.248.