Single crystal BaTiO3 (BTO) has been grown epitaxially on GaAs using molecular beam epitaxy with a 2 unit cell SrTiO3 nucleation layer. The oxide film is lattice-matched to GaAs through an in-plane rotation of 45° relative to the (100) surface leading to c-axis orientation of the BaTiO3. X-ray diffraction confirmed the crystallinity and orientation of the oxide film with a full width half maximum of 0.58° for a 7.5 nm thick layer. Piezoresponse force microscopy was used to characterize the ferroelectric domains in the BaTiO3 layer, and a coercive voltage of 1–2 V and piezoresponse amplitude ∼5 pm/V was measured.

1.
J.
Scott
,
Ferroelectric Memories
(
Springer
,
Berlin
,
2000
).
2.
S.
Salahuddin
and
S.
Datta
,
Nano Lett.
8
,
405
(
2008
).
3.
A. I.
Khan
,
C. W.
Yeung
,
C.
Hu
, and
S.
Salahuddin
,
2011
IEDM digest
2011
,
255
.
4.
R.
Waser
,
Nanoelectronics and Information Technology
(
Wiley
,
2003
).
5.
N.
Yanase
,
K.
Abe
,
N.
Fukushima
, and
T.
Kawakubo
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
38
,
5305
(
1999
).
6.
Y. S.
Kim
,
D. H.
Kim
,
J. D.
Kim
,
Y. J.
Chang
,
T. W.
Noh
,
J. H.
Kong
,
K.
Char
,
Y. D.
Park
,
S. D.
Bu
,
J.-G.
Yoon
, and
J.-S.
Chung
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
102907
(
2005
).
7.
S.
Sahoo
,
S.
Polisetty
,
C.
Duan
,
S.
Jaswal
,
E.
Tsymbal
, and
C.
Binek
,
Phys. Rev. B
76
,
092108
(
2007
).
8.
M. K.
Lee
,
T. K.
Nath
,
C. B.
Eom
,
M. C.
Smoak
, and
F.
Tsui
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
3547
(
2000
).
9.
R. A.
McKee
,
F. J.
Walker
, and
M. F.
Chisholm
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
3014
(
1998
).
10.
H.
Li
,
X.
Hu
,
Y.
Wei
,
Z.
Yu
,
X.
Zhang
,
R.
Droopad
,
A. A.
Demkov
,
J.
Edwards
,
K.
Moore
,
W.
Ooms
,
J.
Kulik
, and
P.
Fejes
,
J. Appl. Phys.
93
,
4521
(
2003
).
11.
Y.
Liang
,
J.
Kulik
,
T.
Eschrich
,
R.
Droopad
,
Z.
Yu
, and
P.
Maniar
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1217
(
2004
).
12.
R. A.
McKee
,
F. J.
Walker
,
J. R.
Conner
,
E. D.
Specht
, and
D. E.
Zelmon
.
Appl. Phys. Lett.
59
,
782
(
1991
).
13.
Z.
Yu
,
J.
Ramdani
,
J. A.
Curless
,
C. D.
Overgaard
,
J. M.
Finder
,
R.
Droopad
,
K. W.
Eisenbeiser
,
J. A.
Hallmark
,
W. J.
Ooms
, and
V. S.
Kaushik
,
J. Vac. Sci. Technol. B
18
,
2139
(
2000
).
14.
V.
Vaithyanathan
,
J.
Lettieri
,
W.
Tian
,
A.
Sharan
,
A.
Vasudevarao
,
Y. L.
Li
,
A.
Kochhar
,
H.
Ma
,
J.
Levy
,
P.
Zschack
,
J. C.
Woicik
,
L. Q.
Chen
,
V.
Gopalan
, and
D. G.
Schlom
,
J. Appl. Phys.
100
,
24108
(
2006
).
15.
C.
Merckling
,
G.
Saint-Girons
,
C.
Botella
,
G.
Hollinger
,
M.
Heyns
,
J.
Dekoster
, and
M.
Caymax
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
92901
(
2011
).
16.
T. E.
Murphy
,
D.
Chen
, and
J. D.
Phillips
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
3208
(
2004
).
17.
D.
Chen
,
T. E.
Murphy
,
S.
Chakrabarti
, and
J. D.
Phillips
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
5206
(
2004
).
18.
W.
Huang
,
Z. P.
Wu
, and
J. H.
Hao
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
032905
(
2009
).
19.
R.
Contreras-Guerrero
,
M.
Edirisooriya
,
O. C.
Noriega
, and
R.
Droopad
, “
Interface properties of MBE grown epitaxial oxides on GaAs
,”
J. Cryst. Growth
(submitted).
20.
S.
Kumar
,
V. S.
Raju
, and
T. R. N.
Kutty
,
Appl. Surf. Sci.
206
,
250
(
2003
).
21.
S.
Mukhopadhyay
and
T. C. S.
Chen
,
J. Mater. Res.
10
,
1502
(
1995
).
22.
C. C.
Hung
,
R. E.
Riman
, and
R.
Caracciolo
,
Ceramic Powder Science III
,
American Ceramic Society
Vol.
12
, edited by
G. L.
Messing
,
S.
Hirano
, and
H.
Hausner
(
1990
), p.
17
.
23.
Q.
Qiao
,
R. F.
Klie
,
S.
Ogut
, and
J. C.
Idrobo
,
Phys. Rev. B
85
,
165406
(
2012
).
24.
R. F.
Klie
,
Y.
Zhu
,
E. I.
Altman
, and
Y.
Liang
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
143106
(
2005
).
25.
S. V.
Kalinin
,
A. N.
Morozovska
,
L. Q.
Chen
, and
B. J.
Rodriguez
,
Rep. Prog. Phys.
73
,
056502
(
2010
).
26.
B. J.
Rodriguez
,
C.
Callahan
,
S. V.
Kalinin
, and
R.
Proksch
,
Nanotechnology
18
,
475504
(
2007
).
27.
M. P.
Warusawithana
,
C.
Cen
,
C. R.
Sleasman
,
J. C.
Woicik
,
Y. L.
Li
,
L. F.
Kourkoutis
,
J. A.
Klug
,
H.
Li
,
P.
Ryan
,
L. P.
Wang
,
M.
Bedzyk
,
D. A.
Muller
,
L. Q.
Chen
,
J.
Levy
, and
D. G.
Schlom
,
Science
324
,
367
(
2009
).
28.
R. A.
McKee
,
F. J.
Walker
,
M. B.
Nardelli
,
W. A.
Shelton
, and
G. M.
Stocks
,
Science
300
,
1726
(
2003
).
29.
Y.
Saya
,
S.
Watanabe
,
M.
Kawai
,
H.
Yamada
, and
K.
Matsushige
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
39
,
3799
(
2000
).
30.
R.
Shao
,
M. P.
Nikiforov
, and
D. A.
Bonnell
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
112904
(
2006
).
You do not currently have access to this content.