(001)-oriented BiFeO3 (BFO) thin films were grown on SrxCa1−xRuO3- (SCRO; x = 1, 0.67, 0.33, 0) buffered SrTiO3 (001) substrates using pulsed laser deposition. The microstructural, electrical, ferroelectric, and piezoelectric properties of the thin films were considerably affected by the buffer layers. The interface between the BFO films and the SCRO-buffer layer was found to play a dominant role in determining the electrical and piezoelectric behaviors of the films. We found that films grown on SrRuO3-buffer layers exhibited minimal electrical leakage while films grown on Sr0.33Ca0.67RuO3-buffer layers had the largest piezoelectric response. The origin of this difference is discussed.

2.
A.
Stroppa
and
S.
Picozzi
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
5405
(
2010
).
3.
S. Y.
Yang
,
J.
Seidel
,
S. J.
Byrnes
,
P.
Shafer
,
C. H.
Yang
,
M. D.
Rossell
,
P.
Yu
,
Y. H.
Chu
,
J. F.
Scott
,
J. W.
Ager
 III
,
L. W.
Martin
, and
R.
Ramesh
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
143
(
2010
).
4.
S. Y.
Yang
,
L. W.
Martin
,
S. J.
Byrnes
,
T. E.
Conry
,
S. R.
Basu
,
D.
Paran
,
L.
Reichertz
,
J.
Ihlefeld
,
C.
Adamo
,
A.
Melville
,
Y. H.
Chu
,
C. H.
Yang
,
J. L.
Musfeldt
,
D. G.
Schlom
,
J. W.
Ager
 III
, and
R.
Ramesh
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
062909
(
2009
).
5.
W.
Ji
,
K.
Yao
, and
Y. C.
Liang
,
Adv. Mater.
22
,
1763
(
2010
).
6.
R. K.
Katiyar
,
A.
Kumar
,
G.
Morell
,
J. F.
Scott
, and
R. S.
Katiyar
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
092906
(
2011
).
7.
G.
Catalan
,
J.
Seidel
,
R.
Ramesh
, and
J. F.
Scott
,
Rev. Mod. Phys.
84
,
119
(
2012
).
8.
G. L.
Yuan
,
S. W.
Or
,
Y. P.
Wang
,
Z. G.
Liu
, and
J. M.
Liu
,
Solid State Commun.
138
,
76
(
2006
).
9.
I.
Sosnowska
,
M.
Loewenhaupt
,
W. I. F.
David
, and
R. M.
Ibberson
,
Physica B
180–181
,
117
(
1992
).
10.
V. R.
Palkar
,
D. C.
Kundaliya
,
S. K.
Malik
, and
S.
Bhattacharya
,
Phys. Rev. B
69
,
212102
(
2004
).
11.
T.-J.
Park
,
G. C.
Papaefthymiou
,
A. J.
Viescas
,
A. R.
Moodenbaugh
, and
S. S.
Wong
,
Nano Lett.
7
,
766
(
2007
).
12.
J. X.
Zhang
 et al,
Phys. Rev. Lett.
107
,
147602
(
2011
).
13.
J. X.
Zhang
 et al,
Nat. Nanotechnol.
6
,
98
(
2011
).
14.
R. K.
Vasudevan
,
Y.
Liu
,
J.
Li
,
W.-I.
Liang
,
A.
Kumar
,
S.
Jesse
,
Y.-C.
Chen
,
Y.-H.
Chu
,
V.
Nagarajan
, and
S. V.
Kalinin
,
Nano Lett.
11
,
3346
(
2011
).
15.
J.
Kreisel
,
P.
Jadhav
,
O.
Chaix-Pluchery
,
M.
Varela
,
N.
Dix
,
F.
Sánchez
, and
J.
Fontcuberta
,
J. Phys.: Condens. Matter
23
,
342202
(
2011
).
17.
X. G.
Tang
,
H. Y.
Tian
,
J.
Wang
,
K. H.
Wong
, and
H. L. W.
Chan
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
142911
(
2006
).
18.
R. J.
Zeches
 et al,
Science
326
,
977
(
2009
).
19.
H. W.
Jang
 et al,
Phys. Rev. Lett.
101
,
107602
(
2008
).
20.
S. K.
Singh
,
N.
Menou
,
H.
Funakubo
,
K.
Maruyama
, and
H.
Ishiwara
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
242914
(
2007
).
21.
Y.-H.
Lee
,
C.-S.
Liang
, and
J.-M.
Wu
,
Electrochem. Solid-State Lett.
8
(
11
),
F55
(
2005
).
22.
S. M.
Selbach
,
M.-A.
Einarsrud
, and
T.
Grande
,
Chem. Mater.
21
,
169
(
2009
).
23.
M. S.
Bernardo
,
T.
Jardiel
,
M.
Peiteado
,
A. C.
Caballero
, and
M.
Villegas
,
J. Eur. Ceram. Soc.
31
,
3047
(
2011
).
24.
H. O.
Rodrigues
,
G. F. M.
Pires
, Jr.
,
J. S.
Almeida
,
E. O.
Sancho
,
A. C.
Ferreira
,
M. A. S.
Silva
, and
A. S. B.
Sombra
,
J. Phys. Chem. Solids
71
,
1329
(
2010
).
25.
P.
Chaudhari
,
J. Vac. Sci. Technol.
9
,
520
(
1971
).
26.
H.-C.
Lee
and
D.-S.
Tsai
,
J. Mater. Sci.
38
,
2633
(
2003
);
K.
Gurunathan
,
N.
Vyawahare
, and
D. P.
Amalnerkar
,
J. Mater. Sci.: Materials in Electronics
16
,
47
(
2005
).
27.
P.
Maksymovych
,
M.
Pan
,
P.
Yu
,
R.
Ramesh
,
A. P.
Baddorf
, and
S. V.
Kalinin
,
Nanotechnology
22
,
254031
(
2011
);
[PubMed]
P.
Maksymovych
,
S.
Jesse
,
P.
Yu
,
R.
Ramesh
,
A. P.
Baddorf
, and
S. V.
Kalinin
,
Science
324
,
1421
(
2009
).
[PubMed]
28.
V. M.
Voora
,
T.
Hofmann
,
M.
Brandt
,
M.
Lorenz
,
M.
Grundmann
,
N.
Ashkenov
, and
M.
Schubert
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
142904
(
2009
).
29.
J.
Wu
and
J.
Wang
,
J. Appl. Phys.
108
,
034102
(
2010
).
30.
J.
Wu
,
J.
Wang
,
D.
Xiao
, and
J.
Zhu
,
AIP Adv.
1
,
022138
(
2011
).
31.
G. W.
Pabst
,
L. W.
Martin
,
Y.-H.
Chu
, and
R.
Ramesh
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
072902
(
2007
).
32.
H.
Yang
,
M.
Jain
,
N. A.
Suvorova
,
H.
Zhou
,
H. M.
Luo
,
D. M.
Feldmann
,
P. C.
Dowden
,
R. F.
DePaula
,
S. R.
Foltyn
, and
Q. X.
Jia
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
072911
(
2007
).
33.
T.
Choi
,
S.
Lee
,
Y. J.
Choi
,
V.
Kiryukhin
, and
S. W.
Cheong
,
Science
324
,
63
(
2009
).
34.
F.-C.
Chiu
,
C.-Y.
Lee
, and
T.-M.
Pan
,
J. Appl. Phys.
105
,
074103
(
2009
).
35.
A. J.
Campbell
,
D. D. C.
Bradley
, and
D. G.
Lidzey
,
J. Appl. Phys.
82
,
6326
(
1997
).
36.
Y.
Watanabe
,
Phys. Rev. B
59
,
11257
(
1999
).
C. H.
Ahn
 et al,
Appl. Phys. Lett.
70
,
206
(
1997
);
E. M.
Bourim
,
S.
Park
,
X.
Liu
,
K. P.
Biju
,
H.
Hwang
, and
A.
Ignatiev
,
Electrochem. Solid-State Lett.
14
(
5
),
H225
(
2011
).
38.
C.
Wang
,
K.-J.
Jin
,
Z.-T.
Xu
,
L.
Wang
,
C.
Ge
,
H.-B.
Lu
,
H.-Z.
Guo
,
M.
He
, and
G.-Z.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
192901
(
2011
).
39.
Y.
Watanabe
,
Appl. Phys. Lett.
66
,
28
(
1995
).
40.
A.
Beck
,
J. G.
Bednorz
,
Ch.
Gerber
,
C.
Rossel
, and
D.
Widmer
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
139
(
2000
).
41.
D.
Lee
,
S. H.
Baek
,
T. H.
Kim
,
J. G.
Yoon
,
C. M.
Folkman
,
C. B.
Eom
, and
T. W.
Noh
,
Phys. Rev. B
84
,
125305
(
2011
).
42.
E. A.
Silinsh
,
Phys. Status Solidi A
3
,
817
(
1970
).
You do not currently have access to this content.