Научная тема: «МЕЖЗЕРЕННЫЙ ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ M/Pb(Zr,Ti)O3/M»
Специальность: 01.04.10
Год: 2013
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. При облучении тонкой поляризованной пленки PZT со столбчатой структурой зерен светом, возбуждающим носители в межзеренных прослойках, содержащих оксид свинца, наблюдается межзеренный фотовольтаический эффект. Движущей силой этого эффекта является деполяризующее поле, которое генерирует нескомпенсированный поляризационный заряд, локализованный на границах зерен вблизи электродов. Стационарный фототок межзеренного ФВ эффекта всегда противоположен направлению поляризации, а величина фототока определяется величиной этого заряда. Влияние несимметричных барьеров на контактах определяет величину фототока только в диапазоне остаточной поляризации, близкой к нулю.
  2. Измерения долговременной релаксации фототока короткого замыкания в однажды поляризованных Pt/PZT/Ir структурах показали, что после полутора лет хранения без повторной поляризации фототок уменьшился не более чем на 10% или 50% в отрицательно или положительно поляризованных структурах, соответственно. Это свидетельствует о том, что вызванное поляризационным зарядом деполяризующее поле не приводит к заметной деградации остаточной поляризации в зерне и не уничтожает поляризацию вблизи границы зерна.
  3. Разработанная двумерная модель межзеренного ФВ эффекта позволяет получать результаты, которые хорошо описывают экспериментальные зависимости фототока и фотоэдс от величины остаточной поляризации в пленке.
  4. Численные исследования электрического поля и поляризации в M/PZT/M структурах с различными видами экранирующих зарядов показывают, что поляризационный заряд на границах зерен, а, следовательно, и деполяризующее поле в таких структурах, не могут быть полностью скомпенсированы фотовозбужденными носителями в режиме протекания тока, что согласуется с экспериментальным результатом.
  5. Транспортный ток в конденсаторах M/PZT/M со столбчатой структурой зерен в PZT пленке зависит от поляризации и скорости роста прикладываемого смещения на временах, намного превышающих время релаксации, вызванное переключением СЭ доменов. Вольтамперные характеристики таких конденсаторов демонстрируют гистерезис транспортного тока не сегнетоэлектрического направления, что можно объяснить релаксацией заряда ловушек, участвующих в экранировании поляризационного заряда на границах зерен.
Список опубликованных работ
1. И. А. Веселовский, И. В. Грехов, Л. А. Делимова, И. А. Линийчук, Глубокая модуляция проводимости в перовскитном сегнетоэлектрическом полевом транзисторе // Письма в ЖТФ, 27, 17-19 (2001).

2. I. V. Grekhov, L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, D. V. Mashovets, I. A. Veselovsky, Strongly modulated conductivity in Ag/PLZT/LSCO field-effect transistor //Integrated Ferroelectrics, 43, 101-113 (2002).

3. I. V. Grekhov, L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, D. V. Mashovets, I. A. Veselovsky, Strongly modulated conduction in Ag/PLZT/LSCO field-effect transistor // In: Proc. of 10th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”, St.Petersburg, Russia, June 17-21, 354-356 (2002).

4. I. V. Grekhov, L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, D. V. Mashovets, I. A. Veselovsky, Strongly modulated conduction in Ag/PLZT/LSCO field-effect transistor //Ferroelectrics, 286, 237-244 (2003).

5. I. V. Grekhov, L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, D. V. Mashovets, I. A. Veselovsky, Deep modulation of conductance in Ag/PLZT/LSCO field-effect transistor // Physica E, 17, 640-642 (2003).

6. L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, D. V. Mashovets, I. E. Titkov, I. V. Grekhov, Effect of the deep center recharge on the process of ferroelectric switching in Au/PLZT/LSCO structures // Integrated Ferroelectrics, 62, 23-28 (2004).

7. L. A. Delimova, I. V. Grekhov, D. V. Mashovets, S. Shin, J.-M. Koo, S.-P. Kim, Y. Park, Thin ferroelectric film between double Schottky barriers // In: Materials and Processes for Nonvolatile Memories, A. Claverie, D. Tsoukalas, T.-J. King, J. M. Slaughter (eds.) MRS Symp. Proc. 830, pp.183-188, Warrendale, PA (2005).

8. И. Е. Титков, И. П. Пронин, Д. В. Машовец, Л. А. Делимова, И. А. Линийчук, И. В. Грехов, Сегнетоэлектрический полевой транзистор на основе гетероструктуры Pb(ZrxTi1-x)O3/SnO2 // ФТП, 39(7), 890-894 (2005).

9. L. A. Delimova, I. V. Grekhov, D. V. Mashovets, S. Tyaginov, S. Shin, J.-M. Koo, S.-P. Kim, Y. Park, Transient-current measurement of the trap charge density at interfaces of a thin-film metal/ferroelectric/metal structure // Appl. Phys. Lett., 87, Nov.17, 192101 (2005).

10. L. A. Delimova, I. V. Grekhov, D. V. Mashovets, S. Shin, J.-M. Koo, S.-P. Kim, Y. Park, Trap Charge Density at Interfaces of MOCVD Pt(Ir)/PZT/Ir(Ti/SiO2/Si) Structure // In: Ferroelectric Thin Films XIII, R. Ramesh, J.-P. Maria, M. Alexe, V. Joshi (eds.) MRS Symp. Proc. 902E, T10-27-6, Warrendale, PA (2006).

11. В. П. Афанасьев, П. В. Афанасьев, И. В. Грехов, Л. А. Делимова, С.-П. Ким, Ю.-М. Коо, Д. В. Машовец, А. В. Панкрашкин, Я. Парк, А. А. Петров, С. Шин, Оже-спектроскопия и свойства наноразмерных тонкопленочных структур Ir(Pt)/PZT(PZT/PTO)/Ir // ФТТ, 48(6), 1130-1134 (2006).

12. Л. А. Делимова, И. В. Грехов, Д. В. Машовец, С. Шин, Ю.-М. Коо, С.-П. Ким, Я. Парк, Метод определения заряда ловушек на интерфейсах тонкопленочной структуры металл/сегнетоэлектрик/металл // ФТТ, 48(6), 1111-1114 (2006).

13. L. A. Delimova, I. V. Grekhov, D. V. Mashovets, I. E. Titkov, V. P. Afanasjev, P. V. Afanasjev, G. P. Kramar, A. A. Petrov, Effect of Interfaces on the Properties of Polycrystalline Thin-Film PZT Ferroelectric Capacitors // In: Ferroelectrics and Multiferroics, V. Gopalan, J.-P. Maria, M. Fiebig, C.-W. Nan (eds.) MRS Symp. Proc. 966E, T13-2-6, Warrendale, PA (2007).

14. L. A. Delimova, I. V. Grekhov, D. V. Mashovets, I. E. Titkov, V. P. Afanasiev, P. V. Afanasiev, G. P. Kramar, A. A. Petrov, Ageing of thin-film capacitors based on PZT // Ferroelectrics, 348, 25-32 (2007).

15. I. E. Titkov, I. P. Pronin, L. A. Delimova, I. A. Liniichuk, I. V. Grekhov, Ferroelectric field-effect transistor based on transparent oxides // Thin Solid Films, 515, 8748-8751 (2007).

16. L. A. Delimova, V. S. Yuferev, I. V. Grekhov, P. V. Afanasjev, G. P. Kramar, A. A. Petrov, V. P. Afanasjev, Origin of photoresponse in heterophase ferroelectric Pt/Pb(ZrTi)O3/Ir capacitors // Appl. Phys. Lett., 91, 112905 (2007).

17. L. A. Delimova, V. S. Yuferev, A. A. Petrov, V. P. Afanasjev, I. V. Grekhov, Self-consistent calculation of the photocurrent in polycrystalline polarized PZT films // In: Ferroelectrics, Multiferroics, and Magnetoelectrics, J. F. Scott, V. Gopalan, M. Okuyama, M. Bibes (eds.) MRS Symp. Proc. 1034E, K10-77-6, Warrendale, PA (2008).

18. L. A. Delimova, D. V. Mashovets, V. S. Yuferev, Photovoltaic effect based on polarization charge in polycrystalline Pb(ZrTi)O3 film // Integrated Ferroelectrics, 102, 37-43 (2008).

19. Л. А. Делимова, В. С. Юферев, И. В. Грехов, A. A. Петров, K. A. Федоров, В. П. Афанасьев, Тонкопленочный конденсатор M/PZT/M как поляризационно-чувствительный фотоэлемент // ФТТ, 51(6), 1149-1153 (2009).

20. И. Е. Титков, И. П. Пронин, Е. Ю. Каптелов, Л. А. Делимова, И. А. Линийчук, И. В. Грехов, Нормальный и аномальный гистерезис проводимости в канале прозрачного сегнетоэлектрического транзистора // ФТТ 51(6), 1448-1450 (2009).

21. L. A. Delimova, V. S. Yuferev, Effect of depolarizing field and charged dopants on polarization in polycrystalline Pb(ZrTi)O3 films // Integrated Ferroelectrics, 108, 116-124 (2009).

22. L. A. Delimova, V. S Yuferev, High retention of the polarization and depolarization field in polycrystalline metal/Pb(ZrTi)O3/metal capacitors // J. of Appl. Phys., 108(8), 084110 (2010).

23. L. A. Delimova, V. S. Yuferev, A. V. Ankudinov, E. V. Gushchina, I. V. Grekhov, Polarization Dependence and Relaxation of the Current in Polycrystalline Ferroelectric Pb(ZrTi)O3 Film // In: MRS Proceedings, 1292, mrsf10-1292-k03-31-6 doi:10.1557/opl.2011.367 (2011).

http://journals.cambridge.org/abstract_ S1946427411003678

24. Е. В. Гущина, А. В. Анкудинов, Л. А. Делимова, В. С. Юферев, И. В. Грехов, Микроскопия сопротивления растекания поликристаллических и монокристаллических сегнетоэлектрических пленок // ФТТ, 54(5), 944-946 (2012).

25. L. A. Delimova, V. S. Yuferev, I. V. Grekhov, High retention of the polarization in polycrystalline M/PZT/M capacitors in the presence of the depolarization field near grain boundaries // IEEE Transactions on UFFC, 58, 2252-2258 (2011).

26. Афанасьев В. П., Афанасьев П. В., Грехов И. В., Делимова Л. А., Крамар Г. П., Машовец Д. В., Петров А. А. (2007) Сегнетоэлектрическое устройство с оптическим считыванием: Патент РФ на полезную модель №71023. Опубликован 20.02.2008, Б.И. № 5.

27. Афанасьев В. П., Афанасьев П. В., Грехов И. В., Делимова Л. А., Крамар Г. П., Машовец Д. В., Петров А. А. (2007) Сегнетоэлектрический элемент для запоминающего устройства с оптическим считыванием информации: Патент РФ на изобретение № 2338284. Опубликован 10.11.2008, Б.И. № 31.