The influence of the bottom electrode's resistance on ferroelectric switching kinetics has been investigated in BiFeO3/La0.8Ca0.2MnO3 capacitors with Pt top contacts. Reversible biaxial strain applied using a piezoelectric substrate is employed to control the resistance of manganite bottom electrode. We found strong dependence of both the switching time and the coercive fields on the electrode's resistance. The reason is attributed to the splitting of the applied voltage between the ferroelectric film and the electrode, which becomes more severe with increasing switching speed. This highlights a crucial limitation for fast switching using lower-conductivity electrodes and inspires the external control of switching kinetics via the electrodes' conductivity.

1.
J.
Wang
,
A.
Scholl
,
H.
Zheng
,
S. B.
Ogale
,
D.
Viehland
,
D. G.
Schlom
,
N. A.
Spaldin
,
K. M.
Rabe
,
M.
Wuttig
,
L.
Mohaddes
,
J.
Neaton
,
U.
Waghmare
,
T.
Zhao
, and
R.
Ramesh
,
Science
299
,
1719
(
2003
).
2.
A. Q.
Jiang
,
C.
Wang
,
K. J.
Jin
,
X. B.
Liu
,
J. F.
Scott
,
C. S.
Hwang
,
T. A.
Tang
,
H. B.
Lu
, and
G. Z.
Yang
,
Adv. Mater.
23
,
1277
(
2011
).
3.
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
,
Y. B.
Chen
,
D. A.
Felker
,
M. D.
Biegalski
,
M. S.
Rzchowski
,
X. Q.
Pan
,
D. G.
Schlom
,
L. Q.
Chen
,
R.
Ramesh
, and
C. B.
Eom
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
107602
(
2008
).
4.
M.
Stengel
,
D.
Vanderbilt
, and
N. A.
Spaldin
,
Nature Mater.
8
,
392
(
2009
).
5.
L.
Pintilie
,
I.
Vrejoiu
,
D.
Hesse
, and
M.
Alexe
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
102908
(
2006
).
6.
Y. H.
Chu
,
Q.
He
,
C. H.
Yang
,
P.
Yu
,
L. W.
Martin
,
P.
Shafer
, and
R.
Ramesh
,
Nano. Lett.
9
,
1726
(
2009
).
7.
S.
Aggarwal
,
A. M.
Dhote
,
R.
Ramesh
,
W. L.
Warren
,
G. E.
Pike
,
D.
Dimos
,
M. V.
Raymond
,
B. A.
Tuttle
, and
J. T.
Evans
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
2540
(
1996
).
8.
T.
Tybell
,
P.
Paruch
,
T.
Giamarchi
, and
J.-M.
Triscone
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
097601
(
2002
).
9.
H.
Béa
,
M.
Bibes
,
F.
Ott
,
B.
Dupé
,
X.-H.
Zhu
,
S.
Petit
,
S.
Fusil
,
C.
Deranlot
,
K.
Bouzehouane
, and
A.
Barthélémy
.
Phys. Rev. Lett.
100
,
017204
(
2008
).
10.
J. X.
Zhang
,
Q.
He
,
M.
Trassin
,
W.
Luo
,
D.
Yi
,
M. D.
Rossell
,
P.
Yu
,
L.
You
,
C. H.
Wang
,
C. Y.
Kuo
,
J. T.
Heron
,
Z.
Hu
,
R. J.
Zeches
,
H. J.
Lin
,
A.
Tanaka
,
C. T.
Chen
,
L. H.
Tjeng
,
Y.-H.
Chu
, and
R.
Ramesh
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
147602
(
2011
).
11.
Y.
Liu
,
Y.
Yao
,
S.
Dong
,
S.
Yang
, and
X.
Li
,
Phys. Rev. B
86
,
075113
(
2012
).
12.
C.
Thiele
,
K.
Dörr
,
S.
Fähler
,
L.
Schultz
,
D. C.
Meyer
,
A. A.
Levin
, and
P.
Paufler
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
262502
(
2005
).
13.
E. J.
Guo
,
J.
Gao
, and
H. B.
Lu
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
081903
(
2011
).
14.
E. J.
Guo
,
K.
Dörr
, and
A.
Herklotz
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
242908
(
2012
).
15.
J. X.
Zhang
,
D. G.
Schlom
,
L.-Q.
Chen
, and
C. B.
Eom
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
122904
(
2009
).
16.
M. D.
Biegalski
,
D. H.
Kim
,
S.
Choudhury
,
L. Q.
Chen
,
H. M.
Christen
, and
K.
Dörr
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
142902
(
2011
).
17.
M. D.
Biegalski
,
K.
Dörr
,
D. H.
Kim
, and
H. M.
Christen
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
151905
(
2010
).
18.
A.
Herklotz
,
J. D.
Plumhof
,
A.
Rastelli
,
O. G.
Schmidt
,
L.
Schultz
, and
K.
Dörr
,
J. App. Phys.
108
,
094101
(
2010
).
19.
J.
Wang
,
F. X.
Hu
,
R. W.
Li
,
J. R.
Sun
, and
B. G.
Shen
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
052501
(
2010
).
20.
C. S.
Hong
,
W. S.
Kim
, and
N. H.
Hur
,
Phys. Rev. B
63
,
092504
(
2001
).
21.
M.
Shepard
,
S.
McCall
,
G.
Cao
, and
J. E.
Crow
,
J. Appl. Phys.
81
,
4978
(
1997
).
22.
H. N.
Lee
,
S. M.
Nakhmanson
,
M. F.
Chisholm
,
H. M.
Christen
,
K. M.
Rabe
, and
D.
Vanderbilt
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
217602
(
2007
).
23.
J. Y.
Jo
,
S. M.
Yang
,
T. H.
Kim
,
H. N.
Lee
,
J.-G.
Yoon
,
S.
Park
,
Y.
Jo
,
M. H.
Jung
, and
T. W.
Noh
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
045701
(
2009
).
24.
A. N.
Kolmogorov
,
Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Math.
3
,
355
(
1937
).
25.
M.
Avrami
,
J. Chem. Phys.
8
,
212
(
1940
).
26.
A.
Herklotz
,
K.
Nenkov
,
M. D.
Biegalski
,
L.
Schultz
, and
K.
Dörr
, “
Magnetism of the tensile-strain-induced tetragonal state of SrRuO3 films
,”
Phys. Rev. B
(submitted).
27.
M.
Dawber
and
J. F.
Scott
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
41
,
6848
(
2002
).
28.
K. M.
Rabe
,
Nat. Nanotechnol.
1
,
171
(
2006
).
You do not currently have access to this content.