In order to match the high-density requirement of ferroelectric memories, ferroelectric Bi3.15Nd0.85Ti3O12 nanotubes with outer diameter of about 100 nm and wall thickness of about 30 nm were synthesized using a sol-gel method. Transmission electron microscope images and Raman spectra revealed the Bi-layered perovskite structure of these nanotubes. Their dielectric constant and remnant polarization were comparable with those of thin film form. Piezoelectric hysteresis loops of individual nanotube measured by piezoresponse force microscope indicate their asymmetry, and the switched nanotubes show long term retention.
REFERENCES
1.
M.
Dawber
, K. M.
Rabe
, and J. F.
Scott
, Rev. Mod. Phys.
77
, 1083
(2005
).2.
N.
Setter
, D.
Damjanovic
, L.
Eng
, G.
Fox
, S.
Gevorgian
, S.
Hong
, A.
Kingon
, H.
Kohlstedt
, N. Y.
Park
, G. B.
Stephenson
, I.
Stolitch
, A. K.
Taganstev
, D. V.
Taylor
, T.
Yamada
, and S.
Streiffer
, J. Appl. Phys.
100
, 051606
(2006
).3.
A.
Gruverman
and A.
Kholkin
, Rep. Prog. Phys.
69
, 2443
(2006
).4.
N. A.
Pertsev
, A.
Petraru
, H.
Kohlstedt
, R.
Waser
, I. K.
Bdikin
, D.
Kiselev
, and A. L.
Kholkin
, Nanotechnology
19
, 375703
(2008
).5.
D. A.
Bonnell
, S. V.
Kalinin
, A. L.
Kholkin
, and A.
Gruverman
, MRS Bull.
34
, 648
(2009
).6.
S. V.
Kalinin
, A.
Rar
, and S.
Jesse
, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control
53
, 2226
(2006
).7.
P.
Paruch
, T.
Giamarchi
, and J. M.
Triscone
, Phys. Rev. Lett.
94
, 197601
(2005
).8.
G.
Catalan
, H.
Bea
, S.
Fusil
, M.
Bibes
, P.
Paruch
, A.
Barthelemy
, and J. F.
Scott
, Phys. Rev. Lett.
100
, 027602
(2008
).9.
V. V.
Shvartsman
, N. A.
Pertsev
, J. M.
Herrero
, C.
Zaldo
, and A.
Kholkin
, J. Appl. Phys.
97
, 104105
(2005
).10.
S.
Jesse
, B. J.
Rodriguez
, S.
Choudhury
, A. P.
Baddorf
, I.
Vrejoiu
, D.
Hesse
, M.
Alexe
, E. A.
Eliseev
, A. N.
Morozovska
, J.
Zhang
, L. Q.
Chen
, and S. V.
Kalinin
, Nature Mater.
7
, 209
(2008
).11.
T.
Jungk
, A.
Hoffmann
, and E.
Soergel
, Appl. Phys. Lett.
89
, 163507
(2006
).12.
A.
Gruverman
and S. V.
Kalinin
, J. Mater. Sci.
41
, 107
(2006
).13.
X. Y.
Li
, K.
Kitamura
, and K.
Terabe
, Appl. Phys. Lett.
89
, 132905
(2006
).14.
J.
Junquera
and P.
Ghosez
, Nature
422
, 6931
(2003
).15.
M.
Abplanalp
, J.
Fousek
, and P.
Gunter
, Phys. Rev. Lett.
86
, 5799
(2001
).16.
J. F.
Scott
, H. J.
Fan
, S.
Kawasaki
, J.
Banys
, M.
Ivanov
, J.
Macutkevic
, R.
Blinc
, V. V.
Laguta
, P.
Cevc
, J. S.
Liu
, and A.
Kholkin
, Nano Lett.
8
, 4404
(2008
).17.
S. S.
Nonenmann
, O. D.
Leaffer
, E. M.
Gallo
, M. T.
Coster
, and J. E.
Spanier
, Nano Lett.
10
, 542
(2010
).18.
Y.
Luo
, I.
Szafraniak
, N. D.
Zakharov
, V.
Nagarajan
, M.
Steinhart
, R. B.
Wehrspohn
, J. H.
Wendorff
, R.
Ramesh
, and M.
Alexe
, Appl. Phys. Lett.
83
, 440
(2003
).19.
S. S. N.
Bharadwaja
, M.
Olszta
, S.
Trolier-McKinstry
, X.
Li
, T. S.
Mayer
, and F.
Roozeboom
, J. Am. Ceram. Soc.
89
, 2695
(2006
).20.
J.
Kim
, S. A.
Yang
, Y. C.
Choi
, J. K.
Han
, K. O.
Jeong
, Y. J.
Yun
, D. J.
Kim
, S. M.
Yang
, D.
Yoon
, H.
Cheong
, K.
Chang
, T. W.
Noh
, and S. D.
Bu
, Nano Lett.
8
, 1813
(2008
).21.
X. Y.
Zhang
, C. W.
Lai
, X.
Zhao
, D. Y.
Wang
, and J. Y.
Dai
, Appl. Phys. Lett.
87
, 143102
(2005
).22.
W.
Liu
, X. H.
Sun
, H. W.
Han
, M. Y.
Li
, and X. Z.
Zhao
, Appl. Phys. Lett.
89
, 163122
(2006
).23.
F. D.
Morrison
, L.
Ramsay
, and J. F.
Scott
, J. Phys.: Condens. Matter
15
, L527
(2003
).24.
B. I.
Seo
, U. A.
Shaislamov
, S. J.
Lee
, S. W.
Kim
, I. S.
Kim
, S. K.
Hong
, and B.
Yang
, J. Cryst. Growth
, 292
, 315
(2006
).25.
F.
Wang
, J. B.
Wang
, X. L.
Zhong
, B.
Li
, and Y. C.
Zhou
, J. Cryst. Growth
, 311
, 4495
(2009
).26.
W.
Cai
, X. M.
Lu
, D.
Li
, H. F.
Bo
, R. W.
Peng
, X. B.
Wu
, Y. F.
Liu
, and J. S.
Zhu
, Appl. Phys. Lett.
94
, 092906
(2009
).27.
P. G.
Graves
, G.
Hua
, S.
Myhra
, J. G.
Thompson
, J. Solid State Chem.
, 114
, 112
(1995
).28.
R.
Zallen
, M.
Slade
, and A. T.
Ward
, Phys. Rev. B
3
, 4257
(1971
).29.
H.
Idink
, V.
Srikanth
, W. B.
White
, and E. C.
Subbarao
, J. Appl. Phys.
, 76
, 1819
(1994
).30.
A. N.
Morozovska
, E. A.
Eliseev
, and M. D.
Glinchuk
, Phys. Rev. B
73
, 214106
(2006
).31.
W.
Li
, J.
Ma
, C. H.
Song
, P.
Bao
, X. M.
Lu
, J. S.
Zhu
, Y. N.
Wang
, Chin. Phys. Lett.
21
, 544
(2004
).32.
A. K.
Jonscher
, Dielectric Relaxation in Solids
(Chelsea Dielectric Press
, London
, 1983
).33.
W.
Lee
, H.
Han
, A.
Lotnyk
, M. A.
Schubert
, S.
Senz
, M.
Alexe
, D.
Hesse
, S.
Baik
, and U.
Gosele
, Nature Nanotechnol.
, 3
, 402
(2008
).34.
L. M.
Eng
, H. J.
Guntherodt
, G. A.
Schneider
, U.
Kopke
, and J. M.
Saldana
, Appl. Phys. Lett.
74
, 233
(1998
).35.
G.
Suyal
, E.
Colla
, R.
Gysel
, M.
Cantoni
, and N.
Setter
, Nano Lett.
4
, 1339
(2004
).36.
C.
Harnagea
, A.
Pignolet
, M.
Alexe
, D.
Hesse
, and U.
Gosele
, Appl. Phys. A
70
, 261
(2000
).37.
Z. Y.
Wang
, J.
Hu
, and M. F.
Yu
, Appl. Phys. Lett.
89
, 263119
(2006
).38.
S.
Hong
, J.
Woo
, H.
Shin
, J. U.
Jeon
, Y. E.
Pak
, E. L.
Colla
, N.
Setter
, E.
Kim
, and K.
No
, J. Appl. Phys.
, 89
, 1377
(2001
).39.
A.
Roelofs
, U.
Bottgre
, R.
Waser
, F.
Schlaphof
, S.
Trogisch
, and L. M.
Eng
, Appl. Phys. Lett.
77
, 3444
(2000
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
