Epitaxial buffer layers enable the many functionalities found in perovskites to be integrated with silicon. However, epitaxial growth of SrTiO3 on silicon is tricky and has so far only been achieved by molecular beam epitaxy. Nonetheless, previous investigations of these films were limited by the amorphous layer occurring at the interface. Through a combination of improved interface quality and an improved model, we report the optical properties of SrTiO3 films on Si(100) investigated by spectroscopic ellipsometry. We find that the data are best described by a model with two different SrTiO3 layers, potentially resulting from variations in the oxygen content.
REFERENCES
1.
A. J.
Moulson
and J. M.
Herbert
, Electroceramics
, 2nd ed. (John Wiley & Sons
, West Sussex
, 2003
).2.
J.
Li
, J.
Wang
, M.
Wuttig
, R.
Ramesh
, N.
Wang
, B.
Ruette
, A. P.
Pyatakov
, A. K.
Zvezdin
, and D.
Viehland
, Appl. Phys. Lett.
84
, 5261
(2004
).3.
S.-E.
Park
and T. R.
Shrout
, J. Appl. Phys.
82
, 1804
(1997
).4.
M. P.
Warusawithana
, C.
Cen
, C. R.
Sleasman
, J. C.
Woicik
, Y.
Li
, L. F.
Kourkoutis
, J. A.
Klug
, H.
Li
, P.
Ryan
, L.-P.
Wang
et al., Science
324
, 367
(2009
).5.
V.
Vaithyanathan
, J.
Lettieri
, W.
Tian
, A.
Sharan
, A.
Vasudevarao
, Y. L.
Li
, A.
Kochhar
, H.
Ma
, J.
Levy
, P.
Zschack
et al., J. Appl. Phys.
100
, 024108
(2006
).6.
B. T.
Liu
, K.
Maki
, Y.
So
, V.
Nagarajan
, R.
Ramesh
, J.
Lettieri
, J. H.
Haeni
, D. G.
Schlom
, W.
Tian
, X. Q.
Pan
et al., Appl. Phys. Lett.
80
, 4801
(2002
).7.
H. W.
Jang
, S. H.
Baek
, D.
Ortiz
, C. M.
Folkman
, R. R.
Das
, Y. H.
Chu
, P.
Shafer
, J. X.
Zhang
, S.
Choudhury
, V.
Vaithyanathan
et al., Phys. Rev. Lett.
101
, 107602
(2008
).8.
S. H.
Baek
, J.
Park
, D. M.
Kim
, V. A.
Aksyuk
, R. R.
Das
, S. D.
Bu
, D. A.
Felker
, J.
Lettieri
, V.
Vaithyanathan
, S. S. N.
Bharadwaja
et al., Science
334
, 958
(2011
).9.
N. A.
Pertsev
, A. K.
Tagantsev
, and N.
Setter
, Phys. Rev. B
61
, R825
(2000
).10.
K. S.
Burch
, J.
Stephens
, R. K.
Kawakami
, D. D.
Awschalom
, and D. N.
Basov
, Phys. Rev. B
70
, 205208
(2004
).11.
P.
Lautenschlager
, M.
Garriga
, L.
Vina
, and M.
Cardona
, Phys. Rev. B
36
, 4821
(1987
).12.
B.
von Blanckenhagen
, D.
Tonova
, and J.
Ullmann
, Appl. Opt.
41
, 3137
(2002
).13.
G. E.
Jellison
and F. A.
Modine
, Appl. Phys. Lett.
69
, 371
(1996
).14.
A. B.
Kuzmenko
, Rev. Sci. Instrum
76
, 083108
(2005
).15.
D. G.
Schlom
and K. S.
Burch
, Private communication (2010
).16.
T. H.
Ghong
, T. J.
Kim
, Y. D.
Kim
, and D. E.
Aspnes
, Appl. Phys. Lett.
85
, 946
(2004
).17.
G. E.
Jellison
, Jr., L. A.
Boatner
, D. H.
Lowndes
, R. A.
McKee
, and M.
Godbole
, Appl. Opt.
33
, 6053
(1994
).18.
S.
Zollner
, A. A.
Demkov
, R.
Liu
, P. L.
Fejes
, R. B.
Gregory
, P.
Alluri
, J. A.
Curless
, Z.
Yu
, J.
Ramdani
, R.
Droopad
et al., J. Vac. Sci. Technol. B
18
, 2242
(2000
).19.
P. Y.
Yu
and M.
Cardona
, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties
, 3rd ed. (Springer-Verlag
, Berlin, New York
, 2001
).20.
K.
van Benthem
, R. H.
French
, and C.
Elsasser
, J. Appl. Phys.
90
, 6156
(2001
).21.
M.
Tyunina
, J.
Narkilahti
, J.
Levoska
, D.
Chvostova
, A.
Dejneka
, V.
Trepakov
, and V.
Zelezny
, J. Phys.: Condens. Matter
21
, 232203
(2009
).22.
A.
Dejneka
, M.
Tyuninab
, J.
Narkilahtib
, J.
Levoskab
, D.
Chvostovaa
, L.
Jastrabika
, and V. A.
Trepakova
, Phys. Solid State
52
, 2082
(2010
).23.
D.
Ricci
, G.
Bano
, G.
Pacchioni
, and F.
Illas
, Phys. Rev. B
68
, 224105
(2003
).24.
Y. S.
Kim
, J.
Kim
, S. J.
Moon
, W. S.
Choi
, Y. J.
Chang
, J.-G.
Yoon
, J.
Yu
, J.-S.
Chung
, and T. W.
Noh
, Appl. Phys. Lett.
94
, 202906
(2009
).25.
L. S.-J.
Peng
, X. X.
Xi
, B. H.
Moeckly
, and S. P.
Alpay
, Appl. Phys. Lett.
83
, 4592
(2003
).26.
N.
Shanthi
and D. D.
Sarma
, Phys. Rev. B
57
, 2153
(1998
).27.
D.
Kan
, T.
Terashima
, R.
Kanda
, A.
Masuno
, K.
Tanaka
, S.
Chu
, H.
Kan
, A.
Ishizumi
, Y.
Kanemitsu
, Y.
Shimakawa
et al., Nature Mater.
4
, 816
(2005
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
