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.
REFERENCES
1.
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.
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
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.