We have probed the role of La substitution on the ferroelectric properties of epitaxial films on -templated Si. This provides a mechanism to engineer the rhombohedral distortion in the crystal and, thus, control domain structure and switching. With a 10% La substitution, the film showed well-saturated ferroelectric hysteresis loops with a remanent polarization of , a converse piezoelectric coefficient of , and a dielectric constant of 140. Over this range of La substitution, the coercive field systematically decreases such that a coercive voltage of can been obtained in a thick film. These results show promise for the ultimate implementation of this lead-free multiferroic operating at voltages in the range of .
REFERENCES
1.
N.
Hur
, S.
Park
, P. A.
Sharma
, J. S.
Ahn
, S.
Guha
, and S. W.
Cheong
, Nature (London)
429
, 392
(2004
).2.
W.
Eerenstein
, N. D.
Mathur
, and J. F.
Scott
, Nature (London)
442
, 759
(2006
).3.
J.
Wang
, H.
Zheng
, Z.
Ma
, S.
Prasertchoung
, M.
Wuttig
, R.
Droopad
, J.
Yu
, K.
Eisenbeiser
, and R.
Ramesh
, Appl. Phys. Lett.
85
, 2574
(2004
).4.
L. W.
Martin
, Y. H.
Chu
, Q.
Zhan
, R.
Ramesh
, S. J.
Han
, S. X.
Wang
, M.
Warusawithana
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
91
, 172513
(2007
).5.
Z. V.
Gabbasova
, M. D.
Kuz’min
, A. K.
Zvezdin
, I. S.
Dubenko
, V. A.
Murashov
, D. N.
Rakov
, and I. B.
Krynetsky
, Phys. Lett. A
158
, 491
(1991
).6.
M.
Polomska
, W.
Kaczmarek
, and Z.
Pajak
, Phys. Status Solidi
23
, 567
(1974
).7.
Yu. E.
Roginskaya
, Yu. N.
Venevtsev
, S. A.
Fedulov
, and G. S.
Zhdanov
, Sov. Phys. Crystallogr.
8
, 490
(1964
).8.
K.
Eisenbeiser
, J. M.
Finder
, Z.
Yu
, J.
Ramdani
, J. A.
Curless
, J. A.
Hallmark
, R.
Droopad
, W. J.
Ooms
, L.
Salem
, S.
Bradshaw
, and C. D.
Overgaard
, Appl. Phys. Lett.
76
, 1324
(2007
).9.
Y. H.
Chu
, Q.
Zhan
, L. W.
Martin
, M. P.
Cruz
, P. L.
Yang
, F.
Zavaliche
, S. Y.
Yang
, J. X.
Zhang
, L. Q.
Chen
, D. G.
Schlom
, I. N.
Lin
, T. B.
Wu
, and R.
Ramesh
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
18
, 2307
(2006
).10.
A. V.
Zalesski
, A. A.
Frolov
, T. A.
Khimich
, and A. A.
Bush
, Phys. Solid State
45
, 141
(2003
).11.
Y. H.
Chu
, M. P.
Cruz
, C. H.
Yang
, L. W.
Martin
, P. L.
Yang
, J. X.
Zhang
, K.
Lee
, P.
Yu
, L. Q.
Chen
, and R.
Ramesh
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
, 2662
(2007
).12.
V. L.
Mathe
, K. K.
Patankar
, M. B.
Kothale
, S. B.
Kulkarni
, P. B.
Joshi
, and S. A.
Patil
, Pramana
58
, 1105
(2002
).13.
H.
Uchida
, R.
Ueno
, H.
Nakaki
, H.
Funakubo
, and S.
Koda
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
44
, L561
(2005
).14.
S. V.
Kalinin
, B. J.
Rodriguez
, S.
Jesse
, Y. H.
Chu
, T.
Zhao
, R.
Ramesh
, S.
Choudhury
, L. Q.
Chen
, E. A.
Eliseev
, and A. N.
Morozovska
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
104
, 51
–20204
(2007
).© 2008 American Institute of Physics.
2008
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.