The ferroelectric switching in Langmuir-Blodgett films of poly(vinylidene fluoride trifluoroethylene) is studied. The films have a distribution of switching times several decades wide. Nearly a half of the film volume may be switched faster than 1ms, though complete switching of a whole sample may require 100s or more. The switching occurs through a domain nucleation and growth mechanism. The decay of polarization at zero bias is logarithmic in time, with a constant rate below 5% per decade at room temperatures. The coercive voltage may be as low as 5V, which makes the films promising for use in nonvolatile random-access data storage.

1.
T.
Furukawa
,
Phase Transitions
18
,
143
(
1989
).
2.
G.
Eberle
,
H.
Schmidt
, and
W.
Eisenmenger
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
3
,
624
(
1996
).
3.
K.
Tashiro
, in
Ferroelectric Polymers
, edited by
H. S.
Nalwa
(
Marcel Dekker
, New York,
1995
), pp.
63
181
.
4.
A.
Guy
and
I.
Guy
,
Integr. Ferroelectr.
14
,
259
(
1997
).
5.
A.
Limbong
and
I. L.
Guy
,
Thin Solid Films
325
,
187
(
1998
).
6.
A.
Limbong
,
I.
Guy
,
Z.
Zheng
,
Afifuddin
, and
T.
Tansley
,
Ferroelectrics
230
,
61
(
1999
).
7.
X. Q.
Chen
,
H.
Yamada
,
Y.
Terai
,
T.
Horiuchi
,
K.
Matsushige
, and
P. S.
Weiss
,
Thin Solid Films
353
,
259
(
1999
).
8.
S.
Palto
,
L.
Blinov
,
A.
Bune
,
E.
Dubovik
,
V.
Fridkin
,
N.
Petukhova
,
K.
Verkhovskaya
, and
S.
Yudin
,
Ferroelectr., Lett. Sect.
19
,
65
(
1995
).
9.
L. M.
Blinov
,
V. M.
Fridkin
,
S. P.
Palto
,
A. V.
Sorokin
, and
S. G.
Yudin
,
Thin Solid Films
284–85
,
469
(
1996
).
10.
A.
Sorokin
,
S.
Palto
,
L.
Blinov
,
V.
Fridkin
, and
S.
Yudin
,
Mol. Mater.
6
,
61
(
1996
).
11.
S.
Ducharme
,
S. P.
Palto
, and
V. M.
Fridkin
, in
Ferroelectric and Dielectric Thin Films
, edited by
H. S.
Nalwa
(
Academic
, San Diego,
2002
), Vol.
3
.
12.
S.
Ducharme
,
V. M.
Fridkin
,
A. V.
Bune
,
S. P.
Palto
,
L. M.
Blinov
,
N. N.
Petukhova
, and
S. G.
Yudin
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
175
(
2000
).
13.
G.
Vizdrik
,
S.
Ducharme
,
V. M.
Fridkin
, and
S. G.
Yudin
,
Phys. Rev. B
68
,
094113
(
2003
).
14.
S.
Bauer
and
S. B.
Lang
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
3
,
647
(
1996
).
15.
M. E.
Lines
and
A. M.
Glass
,
Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials
(
Clarendon
, Oxford,
1977
).
16.
A. V.
Bune
,
C.
Zhu
,
S.
Ducharme
,
L. M.
Blinov
,
V. M.
Fridkin
,
S. P.
Palto
,
N. N.
Petukhova
, and
S. G.
Yudin
,
J. Appl. Phys.
85
,
7869
(
1999
).
17.
D.
Rollik
,
S.
Bauer
, and
R.
Gerhard-Multhaupt
,
J. Appl. Phys.
85
,
3282
(
1999
).
18.
H.
von Seggern
and
S.
Fedosov
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
11
,
232
(
2004
).
19.
C. M.
Othon
and
S.
Ducharme
,
Ferroelectrics
304
,
9
(
2004
).
20.
C. M.
Othon
,
F. B.
Bateman
, and
S.
Ducharme
,
J. Appl. Phys.
98
,
014106
(
2005
).
21.
L. M.
Blinov
,
V. M.
Fridkin
,
S. P.
Palto
,
A. V.
Sorokin
, and
S. G.
Yudin
,
Thin Solid Films
284–85
,
474
(
1996
).
22.
A. V.
Bune
,
V. M.
Fridkin
,
S.
Ducharme
,
L. M.
Blinov
,
S. P.
Palto
,
A. V.
Sorokin
,
S. G.
Yudin
, and
A.
Zlatkin
,
Nature (London)
391
,
874
(
1998
).
23.
V. V.
Kochervinskii
,
B. V.
Lokshin
,
S. P.
Palto
,
G. N.
Andreev
,
L. M.
Blinov
, and
N. N.
Petukhova
,
Polym. Sci., Ser. A Ser. B
41
,
832
(
1999
).
24.
T.
Furukawa
,
H.
Matsuzaki
,
M.
Shiina
, and
Y.
Tajitsu
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
24
,
L661
(
1985
).
25.
S.
Ducharme
,
S. P.
Palto
,
L. M.
Blinov
, and
V. M.
Fridkin
, in
Fundamental Physics of Ferroelectrics
, edited by
R. E.
Cohen
,
AIP Conference Proceedings
(
American Institute of Physics
, Melville, New York,
2000
), Vol.
535
, p.
354
.
26.
L. M.
Blinov
,
V. M.
Fridkin
,
S. P.
Palto
,
A. V.
Bune
,
P. A.
Dowben
, and
S.
Ducharme
,
Phys. Usp.
43
,
243
(
2000
).
27.
A. R.
Geivandov
,
S. P.
Palto
,
S. G.
Yudin
,
V. M.
Fridkin
,
L. M.
Blinov
, and
S.
Ducharme
, in
Advanced Organic and Inorganic Optical Materials
, 19–22 August 2002, edited by
A.
Krumins
D.
Millers
,
I.
Muzikante
,
A.
Sternbergs
, and
V.
Zauls
,
Proceedings of the SPIE
(
SPIE-The International Society for Optical Engineering
, Bellingham, WA, 2003), Vol. 5122, pp. 216–223.
28.
M.
Bai
,
M.
Poulsen
,
A. V.
Sorokin
,
S.
Ducharme
,
C. M.
Herzinger
, and
V. M.
Fridkin
,
J. Appl. Phys.
95
,
3372
(
2004
).
29.
M.
Bai
,
M.
Poulsen
,
A. V.
Sorokin
,
S.
Ducharme
, and
V. M.
Fridkin
, in
Electroactive Polymers and Their Applications as Actuators, Sensors, and Artificial Muscles
, 26–30 November 2001, edited by
Q.
Zhang
,
E.
Fukada
,
Y.
Bar-Cohen
, and
S.
Bauer
,
Proceedings of the MRS
(
Materials Research Society
, Boston,
2002
), Vol. 698,
EE2
8
2
7
.
30.
A. G.
Chynoweth
,
J. Appl. Phys.
27
,
78
(
1956
).
31.
B.
Ploss
,
R.
Emmerich
, and
S.
Bauer
,
J. Appl. Phys.
72
,
5363
(
1992
).
32.
J. F.
Legrand
,
Ferroelectrics
91
,
303
(
1989
).
33.
M. J.
Higgins
,
A.
Krishnan
,
M. M. J.
Treacy
, and
S.
Bhattacharaya
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
3373
(
2002
).
34.
B.
Ploss
and
B.
Ploss
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
5
,
91
(
1998
).
35.
L. D.
Landau
and
I. M.
Khalatnikov
,
Dokl. Akad. Nauk SSSR
96
,
469
(
1954
).
36.
E.
Fatuzzo
and
W. J.
Merz
,
Phys. Rev.
116
,
61
(
1959
).
37.
M.
Womes
,
E.
Bihler
, and
W.
Eisenmenger
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
24
,
461
(
1989
).
38.
N. A.
Romanyuk
and
I. S.
Zheludev
,
Kristallografiya
5
,
403
(
1960
).
39.
H. H.
Wieder
,
J. Appl. Phys.
27
,
413
(
1956
).
40.
K.
Koga
and
H.
Ohigashi
,
J. Appl. Phys.
59
,
2142
(
1986
).
41.
H.
Ohigashi
,
N.
Kagami
, and
G. R.
Li
,
J. Appl. Phys.
71
,
506
(
1992
).
42.
K.
Kimura
and
H.
Ohigashi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
25
,
383
(
1986
).
43.
T.
Fukuma
,
K.
Kobayashi
,
T.
Horiuchi
,
P.
Yamada
, and
K.
Matsushige
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
39
,
3830
(
2000
).
44.
A.
Wicker
,
B.
Berge
,
J.
Lajzerowicz
, and
J. F.
Legrand
,
J. Appl. Phys.
66
,
342
(
1989
).
45.
G. R.
Li
and
H.
Ohigashi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
31
,
2495
(
1992
).
46.
K.
Tashiro
,
R.
Tanaka
,
K.
Ushitora
, and
M.
Kobayashi
,
Ferroelectrics
171
,
145
(
1995
).
47.
Y.
Takahashi
and
T.
Furukawa
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
39
,
3511
(
2000
).
48.
A.
Toda
,
Y.
Takahashi
,
T.
Arita
,
M.
Hikosaka
, and
T.
Furukawa
,
J. Chem. Phys.
114
,
6896
(
2001
).
49.
G.
Eberle
,
E.
Bihler
, and
W.
Eisenmenger
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
26
,
69
(
1991
).
50.
A. K.
Tagantsev
,
I.
Stolichnov
,
N.
Setter
,
J. S.
Cross
, and
M.
Tsukada
,
Phys. Rev. B
66
,
214109
(
2002
).
51.
J.
Choi
 et al.,
Phys. Rev. B
61
,
5760
(
2000
).
52.
S.
Ducharme
,
M.
Bai
,
M.
Poulsen
,
S.
Adenwalla
,
S. P.
Palto
,
L. M.
Blinov
, and
V. M.
Fridkin
,
Ferroelectrics
252
,
191
(
2001
).
53.
M.
Bai
, Ph.D. thesis,
University of Nebraska
,
2002
.
54.
T.
Furukawa
and
G. E.
Johnson
,
J. Appl. Phys.
52
,
940
(
1981
).
55.
R. L.
Moreira
,
R. P. S. M.
Lobo
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
W. N.
Rodrigues
, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed.
32
,
953
(
1984
).
56.
J. R.
Gregorio
and
E. M.
Ueno
,
J. Mater. Sci.
34
,
4480
(
1999
).
57.
S. P.
Palto
,
A. M.
Lotonov
,
K. A.
Verkhovskaya
,
G. N.
Andreev
, and
N. D.
Gavrilova
,
JETP
90
,
301
(
2000
).
58.
A. R.
Geivandov
,
S. P.
Palto
,
S. G.
Yudin
, and
L. M.
Blinov
,
JETP
99
,
83
(
2004
).
59.
K.
Tashiro
,
M.
Nakamura
,
M.
Kobayashi
,
Y.
Chatani
, and
H.
Tadokoro
,
Macromolecules
17
,
1452
(
1984
).
60.
K.
Koga
,
N.
Nakano
,
T.
Hattori
, and
H.
Ohigashi
,
J. Appl. Phys.
67
,
965
(
1990
).
61.
E.
Lopez Cabarcos
,
A. F.
Brana
,
B.
Frick
, and
F.
Batallan
,
Phys. Rev. B
65
,
104110
(
2002
).
62.
63.
W. J.
Merz
,
J. Appl. Phys.
27
,
938
(
1956
).
64.
65.
Y.
Ishibashi
and
Y.
Takagi
,
J. Phys. Soc. Jpn.
31
,
506
(
1971
).
66.
D.
Ricinschi
,
C.
Harnagea
,
C.
Papusoi
,
L.
Mitoseriu
,
V.
Tura
, and
M.
Okuyama
,
J. Phys.: Condens. Matter
10
,
477
(
1998
).
67.
A.
Konno
,
K.
Shiga
,
H.
Suzuki
,
T.
Koda
, and
S.
Ikeda
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
39
,
5676
(
2000
).
68.
A. G.
Kolbeck
,
J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed.
20
,
1987
(
1982
).
69.
W.
Eisenmenger
, in
9th International Symposium on Electrets Proceedings
, edited by
X.
Zhongfu
and
Z.
Hongyan
(
IEEE, New York
,
1996
), p.
813
.
70.
G. F.
Leal Ferreira
and
R. A.
Moreno
,
J. Appl. Phys.
75
,
472
(
1994
).
71.
H.
von Seggern
and
S.
Fedosov
,
IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul.
7
,
543
(
2000
).
You do not currently have access to this content.