The structural and electrical properties of epitaxial thin films grown on 2 in. (001) silicon wafers were investigated. Using x-ray diffraction, the lattice behavior of the heterostructure has been studied as a function of temperature, suggesting a increase of the ferroelectric-paraelectric transition temperature with respect to the bulk value. This significant enhancement of the critical temperature is understood in terms of a two-dimensional clamping effect.
REFERENCES
1.
2.
Y.
Wang
, C.
Ganpule
, B. T.
Liu
, H.
Li
, K.
Mori
, B.
Hill
, M.
Wuttig
, R.
Ramesh
, J.
Finder
, Z.
Yu
, R.
Droopad
, and K.
Eisenbeiser
, Appl. Phys. Lett.
80
, 97
(2002
).3.
K. J.
Hubbard
and D. G.
Schlom
, J. Mater. Res.
11
, 2757
(1996
).4.
R. A.
McKee
, F. J.
Walker
, and M. F.
Chisholm
, Phys. Rev. Lett.
81
, 3014
(1998
).5.
J. W.
Reiner
, A. M.
Kolpak
, Y.
Segal
, K. F.
Garrity
, S.
Ismail-Beigi
, C. H.
Ahn
, and F. J.
Walker
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
22
, 2919
(2010
).6.
N. A.
Pertsev
, A. G.
Zembilgotov
, and A. K.
Tagantsev
, Phys. Rev. Lett.
80
, 1988
(1998
).7.
K. J.
Choi
, M.
Biegalski
, Y. L.
Li
, A.
Sharan
, J.
Schubert
, R.
Uecker
, P.
Reiche
, Y. B.
Chen
, X. Q.
Pan
, V.
Gopalan
, L. -Q.
Chen
, D. G.
Schlom
, and C. B.
Eom
, Science
306
, 1005
(2004
).8.
J. H.
Haeni
, P.
Irvin
, W.
Chang
, R.
Uecker
, P.
Reiche
, Y. L.
Li
, S.
Choudhury
, W.
Tian
, M. E.
Hawley
, B.
Craigo
, A. K.
Tagantsev
, X. Q.
Pan
, S. K.
Streiffer
, L. Q.
Chen
, S. W.
Kirchoefer
, J.
Levy
, and D. G.
Schlom
, Nature (London)
430
, 758
(2004
).9.
D. G.
Schlom
, L. -Q.
Chen
, C. -B.
Eom
, K. M.
Rabe
, S. K.
Streiffer
, and J. -M.
Triscone
, Annu. Rev. Mater. Res.
37
, 589
(2007
).10.
S.
Gariglio
, N.
Stucki
, J. -M.
Triscone
, and G.
Triscone
, Appl. Phys. Lett.
90
, 202905
(2007
).11.
P. -E.
Janolin
, B.
Fraisse
, F.
Le Marrec
, and B.
Dkhil
, Appl. Phys. Lett.
90
, 212904
(2007
).12.
N. A.
Pertsev
, V. G.
Kukhar
, H.
Kohlstedt
, and R.
Waser
, Phys. Rev. B
67
, 054107
(2003
).13.
D. S.
Shin
, S. T.
Park
, H. S.
Choi
, I. H.
Choi
, and J. Y.
Lee
, Thin Solid Films
354
, 251
(1999
).14.
Ø.
Nordseth
, C. C.
You
, E.
Folven
, S.
Gariglio
, A.
Sambri
, J. -M.
Triscone
, J. W.
Reiner
, C. H.
Ahn
, T.
Tybell
, and J. K.
Grepstad
, Thin Solid Films
518
, 5471
(2010
).15.
E.
Tokumitsu
, K.
Itani
, B. -K.
Moon
, and H.
Ishiwara
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
34
, 5202
(1995
).16.
J. W.
Reiner
, K. F.
Garrity
, F. J.
Walker
, S.
Ismail-Beigi
, and C. H.
Ahn
, Phys. Rev. Lett.
101
, 105503
(2008
).17.
J.
Lettieri
, J. H.
Haeni
, and D. G.
Schlom
, J. Vac. Sci. Technol. A
20
, 1332
(2002
).18.
G. J.
Norga
, C.
Marchiori
, C.
Rossel
, A.
Guiller
, J. P.
Locquet
, H.
Siegwart
, D.
Caimi
, J.
Fompeyrine
, J. W.
Seo
, and Ch.
Dieker
, J. Appl. Phys.
99
, 084102
(2006
).19.
L. V.
Goncharova
, D. G.
Starodu
, E.
Garfunkel
, T.
Gustafsson
, V.
Vaithyanathan
, J.
Lettieri
, and D. G.
Schlom
, J. Appl. Phys.
100
, 014912
(2006
).20.
V.
Shutthanandan
, S.
Thevuthasan
, Y.
Liang
, E. M.
Adams
, Z.
Yu
, and R.
Droopad
, Appl. Phys. Lett.
80
, 1803
(2002
).21.
D. M.
Kim
, C. B.
Eom
, V.
Nagarajan
, J.
Ouyang
, R.
Ramesh
, V.
Vaithyanathan
, and D. G.
Schlom
, Appl. Phys. Lett.
88
, 142904
(2006
).22.
J.
Cheng
, L.
He
, S.
Yu
, and Z.
Meng
, Appl. Phys. Lett.
88
, 152906
(2006
).23.
D. E.
McCready
, Y.
Liang
, V.
Shutthanandan
, C. M.
Wang
, and S.
Thevuthasan
, JCPDS-International Centre for Diffraction Data ISSN 1097-0002 (2006
).24.
P.
Paruch
and J. -M.
Triscone
, Appl. Phys. Lett.
88
, 162907
(2006
).25.
J. S.
Speck
and W.
Pompe
, J. Appl. Phys.
76
, 466
(1994
) (note that the effective substrate in-plane lattice parameter is here the film lattice parameter at ).26.
U.
Waghmare
and K.
Rabe
, Phys. Rev. B
55
, 6161
(1997
).27.
M.
Dawber
, N.
Stucki
, C.
Lichtensteiger
, S.
Gariglio
, P.
Ghosez
, and J. -M.
Triscone
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
, 4153
(2007
).28.
D.
Isarakorn
, A.
Sambri
, P.
Janphuang
, D.
Briand
, S.
Gariglio
, J. -M.
Triscone
, F.
Guy
, J. W.
Reiner
, C. H.
Ahn
, and N. F.
de Rooij
, J. Micromech. Microeng.
20
, 055008
(2010
).29.
D.
Isarakorn
, D.
Briand
, A.
Sambri
, S.
Gariglio
, J. -M.
Triscone
, F.
Guy
, J. W.
Reiner
, C. H.
Ahn
, and N. F.
de Rooij
, Sens. Actuators B
(to be published), 10.1016/j.snb.2010.10.009.© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
