Ferroelectric and magnetoresistance heterostructure (Ba,Sr)TiO3/(La,Sr)MnO3 (BST/LSMO) heterostructure is deposited epitaxially on SrTiO3(001) substrate by pulse laser deposition. The phase structures of the BST/LSMO heterostructure are characterized by x-ray diffraction. Cross-sectional transmission electron microscope shows a substantial interdiffusision between BST and LSMO layers. The dielectric properties and conductivity of BST/LSMO heterostructure is measured as a function of temperature, frequency, and electric field. The dielectric constant dependence on electric field, ε vs E, exhibits a strong nonlinear behavior in the temperature from 20 to 300 K, while ε(E=0) vs T relation shows a dielectric relaxor characteristic. Furthermore, the dielectric constant (E=0kV/cm) and the dielectric tunability (E=200kV/cm) are found to be similar temperature dependencies. Last, in the temperature regime where a semiconduction-type conduction became dominate, the activation thermal energy of BST/LSMO heterostructure is estimated to be 0.67 and 0.73 eV at 1 kHz and 1 MHz, respectively.

1.
Y.
Gim
,
T.
Hudson
,
Y.
Fan
,
C.
Kwon
,
A. T.
Findikoglu
,
B. J.
Gibbons
,
B. H.
Park
, and
Q. X.
Jia
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
1200
(
2000
).
2.
M.
Izuha
,
K.
Abe
,
M.
Koike
, and
N.
Fukushima
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
1405
(
1997
).
3.
B.
Nagaraj
,
T.
Sawhney
,
S.
Perusse
,
S.
Aggarwal
,
R.
Ramesh
,
V. S.
Kaushik
,
S.
Zafar
,
R. E.
Jones
,
J. H.
Lee
,
V. B.
Alu
, and
J.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
74
,
3194
(
1999
).
4.
B. S.
Kim
,
S. H.
Oh
,
S. Y.
Son
,
K. W.
Park
,
Z. R.
Dai
, and
F. S.
Ohuchi
,
J. Appl. Phys.
87
,
4425
(
2000
).
5.
S. G.
Yoon
,
J. C.
Lee
, and
A.
Safari
,
J. Appl. Phys.
76
,
2999
(
1994
).
6.
C. S.
Hwang
,
B. T.
Lee
, and
C. S.
Kang
,
J. Appl. Phys.
83
,
3703
(
1998
).
7.
K. K.
Park
and
J. H.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
435
(
2000
).
8.
W. B.
Wu
,
K. U.
Wong
,
X. G.
Li
,
C. L.
Choy
, and
Y. H.
Zhang
,
J. Appl. Phys.
87
,
3006
(
2000
).
9.
M. A.
Zurbuchen
,
T.
Wu
,
S.
Saha
,
J.
Mitchell
, and
S. K.
Streiffer
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
232908
(
2005
).
10.
A. M.
Grishin
,
S. I.
Khartsev
, and
P.
Johnsson
,
Appl. Phys. Lett.
74
,
1015
(
1999
).
11.
C. L.
Chen
,
J.
Shen
,
S. Y.
Chen
,
G. P.
Luo
,
C. W.
Chu
,
F. A.
Miranda
,
F. W.
Van Keuls
,
J. C.
Jiang
,
E. I.
Meletis
, and
H. Y.
Chang
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
652
(
2001
).
12.
L. J.
Sinnamon
,
M. M.
Saad
,
R. M.
Bowman
, and
J. M.
Gregg
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
703
(
2002
).
13.
M. W.
Cole
,
P. C.
Joshi
,
M.
Ervin
,
M.
Wood
, and
R. L.
Pfeffer
,
J. Appl. Phys.
92
,
3967
(
2002
).
14.
J.
Miao
,
W.
Chen
,
L.
Zhao
,
B.
Chen
,
H.
Yang
,
W.
Peng
,
X.
Zhu
,
B.
Xu
,
L. X.
Cao
,
X. G.
Qiu
, and
B. R.
Zhao
,
J. Appl. Phys.
96
,
6578
(
2004
).
15.
C. M.
Chu
and
P.
Lin
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
249
(
1997
).
16.
M.
Es-Souni
,
E.
Girdauskaite
,
S.
Iakovlev
,
C. -H.
Solterbeck
, and
V.
Zaporojtchenko
,
J. Appl. Phys.
96
,
5691
(
2004
).
17.
S. L.
Miller
,
R. D.
Nasby
,
J. R.
Schwank
,
M. S.
Rodgers
, and
P. V.
Dressendorfer
,
J. Appl. Phys.
68
,
6463
(
1990
).
18.
K. M.
Johnson
,
J. Appl. Phys.
33
,
2826
(
1962
).
19.
A. F.
Devonshire
,
Philos. Mag.
40
,
1040
(
1949
).
20.
C. B.
Parker
,
J. P.
Maria
, and
A. I.
Kingon
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
340
(
2002
).
21.
J.
Miao
,
H.
Yang
,
W. R.
Chen
,
J.
Yuan
,
L.
Zhao
,
W.
Peng
,
X. H.
Zhu
, and
B. R.
Zhao
,
J. Phys. D
38
,
5
(
2005
).
22.
A.
Lookman
,
R. M.
Bowman
,
J. M.
Gregg
,
J.
Kut
,
S.
Rios
,
M.
Dawber
,
A.
Ruediger
, and
J. F.
Scott
,
J. Appl. Phys.
96
,
555
(
2004
).
23.
M.
Tyunina
and
J.
Levoska
,
Phys. Rev. B
70
,
132105
(
2004
).
24.
K.
Jona
and
G.
Shirane
,
Ferroelectric Crystals
(
Pergamon
,
Oxford
,
1962
).
25.
D.
Fuchs
,
C. W.
Schneider
,
R.
Schneider
, and
H.
Rietschel
,
J. Appl. Phys.
85
,
7362
(
1999
).
26.
J. C.
Dyre
,
J. Appl. Phys.
64
,
2456
(
1988
).
27.
S. J.
Lee
,
K. Y.
Kang
, and
S. K.
Han
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
1784
(
1999
).
28.
K.
Morii
,
H.
Kawano
,
I.
Fijii
,
T.
Matsui
, and
Y.
Nakayama
,
J. Appl. Phys.
78
,
1914
(
1995
).
29.
R.
Waser
,
T.
Baiatu
, and
K. H.
Hardtl
,
J. Am. Ceram. Soc.
73
,
1645
(
1990
).
You do not currently have access to this content.