Переключение поляризации в тонких сегнетоэлектрических пленках титаната свинца и цирконата-титаната свинца с внутренним полем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Ионова, Елена Викторовна

• Ионова, Елена Викторовна
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ионова, Елена Викторовна

Оглавление

Глава 1. Процессы переключения в тонких сегнетоэлектрических

пленках

1.1. Синтез тонких сегнетоэлектрических пленок. Методики эксперимента

1.2. Особенности переключения поляризации в тонких сегнетоэлектрических пленках

1.3. Процессы старения и усталости в тонких сегнетоэлектрических пленках

1.4. Технология формирования нанодоменов в тонких пленках в атомном силовом микроскопе

Глава 2. Процессы усталости тонких сегнетоэлектрических пленок

2.1. Влияние электрического поля, частоты, температуры, материала подложки и толщины пленки на процессы усталости тонких сегнетоэлектрических пленок

2.2. Влияние процессов усталости на токи переключения в пленках титаната свинца и цирконата-титаната свинца

2.3. Дислокационная модель усталости сегнетоэлектриков в результате многократного переключения

Глава 3. Внутреннее поле смещения в тонких пленках и его влияние на

электрические свойства пленок

3.1. Пироэлектрические и эмиссионные свойства пленок цирконата-титаната свинца

3.2. Внутреннее смещающее поле в кристаллах TTC с L, а -аланином, выращенных при отрицательных температурах

Глава 4. Формирование нанодоменов в атомном силовом микроскопе

4.1. Закономерности формирования нанодоменов в тонкопленочных сегнетоэлектриках титаната свинца и цирконата титаната свинца

4.2. Расчет параметров нанодоменов, формируемых в атомном силовом микроскопе

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Переключение поляризации в тонких сегнетоэлектрических пленках титаната свинца и цирконата-титаната свинца с внутренним полем»

Введение

Актуальность темы. Физика конденсированного состояния в настоящее время переживает бурное развитие в качестве научного фундамента современного материаловедения. Активный интерес к этой отрасли знаний связан как с принципиально новыми фундаментальными научными проблемами и физическими явлениями при переходе к наноразмерам, так и с четко наметившимися перспективами управления свойствами материалов за счет варьирования их наноструктуры и создания на этой основе новых устройств наноэлектроники, измерительной техники, информационных систем нового поколения с широкими функциональны ми возможностями.

Среди различных наноструктур важное место занимают нанострукту-рированные диэлектрики и, в частности, сегнетоэлектрики и родственные мультиферроичные материалы в виде тонких пленок, слоистых и композитных структур. Основным практически используемым свойством указанных объектов является их управляемый диэлектрический, электромеханический или магнитный отклик на внешнее воздействие, в основе которого, как правило, лежат процессы переключения поляризации.

Широкое практическое использование сегнетоэлектрических материалов сдерживается как нерешенностью ряда технологических задач, в первую очередь связанных с совершенствованием интерфейсных слоев, так и с незавершенностью исследований динамики переключения поляризации в данных структурах.

Все это делает чрезвычайно актуальной задачу управляемого контроля за состоянием доменной структуры сегнетоэлектриков и ее изменениями со временем и в процессе эксплуатации. В первую очередь это касается тонких сегнетоэлектрических пленок, которые имеют наибольшие перспективы для практических приложений с целью миниатюризации устройств, в связи с уменьшением управляющих полей, хорошей интеграцией указанных пленок с полупроводниковыми материалами, традиционно используемыми в элек-

тронике, а также для создания перепрограммируемых запоминающих устройств на базе сегнетоэлектриков.

В связи с этим целью настоящего исследования является выяснение закономерностей переключения поляризации в тонкопленочных сегнетоэлек-триках, в том числе в присутствии внутреннего поля смещения.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие основные задачи данной работы:

- изучение изменений в токах переключения в зависимости от числа циклов переключения, их связи с амплитудой и частотой приложенного внешнего поля;

- исследование зависимости усталостных свойств сегнетоэлектриче-ских пленок от материала подложки и толщины образцов;

- исследование природы внутреннего поля смещения, обусловленного несимметричностью системы пленка - подложка;

- исследование причин нарастания усталого состояния в сегнетоэлек-трических пленках в рамках дислокационной модели;

- исследование влияния подложки на пироэлектрическую и эмиссионную активность пленок;

- изучение закономерностей формирования нанодоменов в атомном силовом микроскопе на основе представлений о контроле коэрцитивных полей за указанными процессами.

Тема диссертационной работы поддержана проектами 2.1.1/1381 и 2.1.1/12070 ФЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2008 -2011)» на тему «Нелинейные явления в наноразмерных структурах вещества при воздействии внешних полей», грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 10-02-00556-а (2010-2012 гг.).

Объект и методики исследования

В качестве объекта исследования в работе использовались поликристаллические сегнетоэлектрические пленки титаната свинца РЬТЮз и цирко-ната-титаната свинца РЬ^Го^Т^^Оз (РгТ) толщиной 100 пт - 1 ¡Ш1, синтези-

4

рованные по технологии магнетронного распыления и по золь-гель технологии. В качестве подложки использовались монокристаллический кремний Si <100) и поликор (А1203) марки ВК-100-1.

Изучение явления усталости в настоящей работе осуществлялось путем анализа эволюции петель диэлектрического гистерезиса, полученных с помощью схемы Сойера - Тауэра в процессе многократного циклического переключения поляризации исследуемых структур в переменном электрическом поле, а также путем исследования токов переключения с помощью методики Мерца.

Пироэлектрические исследования пленок проводились квазистатическим методом с помощью кулонометра UT-6801A, с чувствительностью по

11

току 10" А. Измерения тока термостимулированной эмиссии электронов j проводились с помощью ВЭУ-6 по стандартной методике в вакууме порядка 10" Ра. Формирование и измерение локальных областей нанодоменов в пленках проводилось при помощи сканирующего зондового микроскопа Solver Р47Рго корпорации NT-MDT (Россия).

Научная новизна работы. Все основные результаты данной работы являются новыми. В настоящей работе впервые

- изучено влияние процессов усталости на токи переключения в тонких сегнетоэлектрических пленках;

- исследованы закономерности пироэлектрических и эмиссионных явлений в сегнетоэлектрических пленках с внутренним полем;

- исследовано влияние параметров, контролирующих коэрцитивное поле на параметры доменов, возникающих в атомном силовом микроскопе.

Практическая ценность работы.

Выявленные закономерности позволяют контролировать процессы усталости и, следовательно, дают возможность продлять количество полезных циклов переключения при эксплуатации сегнетоэлектрических пленок. Целенаправленное влияние на величину внутреннего и

коэрцитивного поля пленок позволяет добиваться необходимых на практике

5

пироэлектрических и эмиссионных характеристик пленок и контролировать размеры нанодоменов, формируемых в атомном силовом микроскопе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Представления о происхождении полевой, частотной и температурной зависимости усталости в тонких сегнетоэлектрических пленках в рамках модели, связывающей уменьшение переключаемой поляризации с блокированием процессов переключения системой заряженных дислокаций.

2. Высокие значения пирокоэффициента и плотности эмиссионного тока в пленках титаната свинца и цирконата-титаната свинца являются следствием существования внутреннего смещающего поля, связанного с возникновением дислокаций несоответствия на границе сегнетоэлектрического материала и подложки;

3. Функциональные зависимости размеров 180 - градусных сегнетоэлектрических доменов, формируемых в атомном силовом микроскопе, от параметров, контролирующих коэрцитивное поле сегнетоэлектрической пленки.

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на 11- ой Международной конференции по сегнетоэлектричеству, Аргентина/Бразилия, 2005; XVII-ой Всероссийской Конференции по физике сегнетоэлектриков (ВКС -XVII), Пенза, 2005; 4-ой Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», Москва, 2006; 11-ой Европейской конференции по сегнетоэлектричеству, Блед, Словения, 2007; XVIII-ой Всероссийской Конференции по физике сегнетоэлектриков, Санкт-Петербург, 2008; V-ой Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике», Москва, 2008; П-ой Всероссийской конференции «Многомасштабное моделирование процессов и структур в нанотехнологиях (ММПСН-2008)», Москва, 2009; П-ой Научно-

6

технической конференции «Методы создания, исследования микро-, наноси-стем и экономические аспекты микро-, наноэлектроники», Пенза, 2009; 10-ом Российско/СНГ/Балтийско/Японском Симпозиуме по сегнетоэлектричеству, Йокогама, Япония, 2010.

Публикации и вклад автора. Настоящая работа выполнена на кафедре экспериментальной физики Воронежского госуниверситета в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры. Все включенные в диссертацию данные получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором обоснован выбор методов и объекта исследования, получены все основные экспериментальные результаты, проведены анализ и интерпретация полученных данных. Обсуждение полученных результатов проводилось совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., проф. Сидоркиным A.C.

По теме диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 4 статьи в изданиях ВАК и 5 статей в трудах конференций.

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и 52 рисунка. Библиографический раздел включает 109 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Ионова, Елена Викторовна

Результаты работы могут быть суммированы следующим образом:

1. Исследованы изменения, возникающие в токах переключения пленок титаната свинца и цирконата-титаната свинца, подвергшихся многократному переключению. Показано, что с увеличением числа циклов переключения наблюдается уменьшение максимума тока переключения, времени переключения и переключаемой поляризации, растут коэрцитивное поле и внутреннее поле смещения. Деградация происходит сильнее при больших значениях внешних полей, меньших частотах и более высоких температурах.

2. Интенсивность процессов усталости существенно зависит от материала и характеристик подложки: при одном и том же значении переключающего поля пленки на кремневой подложке выдерживают большее количество циклов переключения и, следовательно, более устойчивы к явлению усталости по сравнению с пленками на поликоре. Другим фактором, влияющим на усталость, является толщина образца. Для пленок меньшей толщины, которые характеризуются большими значениями внутреннего и коэрцитивного полей, наблюдается заметное ухудшению их усталостных свойств по сравнению с более толстыми пленками.

3. Наблюдаемая в эксперименте усталость объясняется закреплением переключаемой поляризации дислокациями. Заряженные дислокации испытывают постоянную составляющую силы, движущую дислокации данного типа в одном направлении. Длительное действие такой силы приводит к разделению дислокаций разного знака, обеспечивающему накопление необходимых упругих и электрических компенсационных полей вблизи поверхности пленки или границ обратных доменов.

4. В рамках дислокационной модели в соответствии с экспериментом критическое значение циклов переключения уменьшается с ростом амплитуды поля и температуры, поскольку в последнем случае растет подвижность дислокаций. Кроме того, критическое значение циклов переключения уменьшается с уменьшением частоты, причиной которого является увеличения длительности действия электрического поля, движущего заряженные дислокации.

5. Наличие подложки приводит к формированию в тонких сегнетоэлек-трических пленках связанного с несимметричностью гетероструктуры пленка - подложка внутреннего смещающего поля, которое способствует высокой пироэлектрической и эмиссионной активности пленок. Формирование указанного поля может быть связано с возникновением вблизи границы раздела сегнетоэлектрик - подложка дислокаций несоответствия, порожденных различием линейных размеров элементарных ячеек в сегнетоэлектрическом материале и подложке.

6. Изучены закономерности формирования нанодоменов в сегнетоэлек-трических пленках, полученных на различных подложках. Установлена корреляция между размерами нанодоменов и величиной коэрцитивного поля сегнетоэлектрической пленки. Рост концентрации дефектов кристаллической структуры, а также энергии взаимодействия доменных границ с дефектами приводит к росту коэрцитивного поля и тем самым - к уменьшению размеров формируемых нанодоменов. При прочих равных условияхгразмеры нанодоменов, формируемых в АРМ в пленках на поликоре, отличающихся большими значениями коэрцитивного поля, оказываются меньшими, чем в пленках на подложках из кремния.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ионова, Елена Викторовна, 2012 год

Литература

1. Werbowy A. Barium titanate thin films plasma etch rate as a function of the applied RF power and Ar/CF mixture gas mixing ratio / A. Werbowy, P. Firek, J. Chojnowski, A. Olszyna, J. Szmidt, N. Kwietniewski // Phys. status solidi. -2007. - V. 4, № 4. - P. 1578-1580.

2. Kobune M. Growth of ferroelectric bismuth lanthanum niclel titanate thin films by rf magnetron sputtering / M.Kobune, K. Fukushima, T. Yamaji, H. Tada, T. Yazawa, H. Fujisawa, M. Shimizu, Ya. Nishihata, D. Matsumura, J. Mizuki, H. Yamaguchi, Ya. Kotaka, K. Honda. // J. Appl. Phys. - 2007. — V. 101, № 7. -P. 074110/1-074110/6.

3. Wang C. Epitaxial growth of lead zirconium titanate thin films on Ag buffered Si substrates using rf sputtering / C. Wang, D. E. Laughlin, M. H. Kryder // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V. 90, № 17. - P. 172903/1-172903/3.

4. Wu J. Orientation control and ferroelectric properties of Pbo.9oLao.ioTio.97503 thin films prepared by rf magnetron sputtering with a LaNi03 buffer layer. / J. Wu, D. Xiao, J. Tan, J. Zhu, Yo. Jin, J. Zhu, J. Zhu, Yu. Tian. // Phys. status solidi. -2007. - V. 204, № 10. - P. 3526-3532.

5. Park Sang-Man Ferroelectric properties of Pb(Zr, Ti)03 films fabricated using a modified sol-gel based process / Sang-Man Park, Sung-Gap Lee, Sang-Eun Yun. // Thin Solid Films - 2008. - V. 516, № 16. -P. 5282-5286.

6. Wang G. S. Combined annealing temperature and thickness effects on properties of PbZro.53Tio.47O3 films on LaNi03/Si substrate by sol-gel process / G. S. Wang, D. Remiens, C. Soyer // J. Cryst. Growth - 2006. - V. 293, № 2. -P. 370-375.

7. Cho Seong Moon. Effect of annealing conditions on the leakage current characteristics of ferroelectric PZT thin films grown by sol-gel process / Seong Moon Cho, D. Yo. Jeon // Thin Solid Films. - 1999. - V. 338, №1-2. - P. 149154.

8. Wang В. Internal field and self-polarization in sol-gel-derived lead zirconate films / B. Wang, K. W. Kwok, H. L. W. Chan, C. L. Choy // Appl. Phys. -2004. - V. 79, № 3. - P. 643-646.

9. Reji Th. PZT(65/35) and PLZT (8/65/35) thin films by sol-gel process: a comparative study on the structural, microstructural and electrical properties / Th. Reji, M. Shoichi, M. Toshiyuki, I. Tadashi // Thin Solid Films. - 2003. - V. 443, № 1-2.-P. 14-22.

10. Xiaofeng Ch. Scanning probe microscopy of domains and domain walls in sol-gel РЬТЮз thin films / Ch. Xiaofeng, Z. Weiguang, L. Weiguo, W. Zhihong. // J. Vac. Sci. and Technol. - 2001. - V. 19, № 6. - P.2258-2261.

11. Yang Jun-Kyu Effect of grain size of Pb(Zr0 4Т{о.б)Оз sol-gel derived thin films on the ferroelectric properties / Jun-Kyu Yang, Woo Sik Kim, Hyung-Ho Park//Appl. Surface Sci. -2001. -V. 169-170. - P. 544-548.

12. Смоленский Г.А. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики / Г.А. Смоленский, В.А. Боков, В.А. Исупов, Н.Н. Крайник, Р.Е. Пасынков, М.С. Шур // Ленинград: Наука. - 1971. - С. 476.

13. Yu Н. Domain switching and electromechanical properties of pulse poled РЬгпш№>2/зОз-РЬТЮз crystals / H Yu V. Gopalan, J. Sindel, C. A. Randalla // J. Applied Physics. - 2001. - V. 89, № 1. - P. 561-567.

14. Li W. Investigation on switching kinetics in epitaxial Pb(Zro.2Tio.8)03 ferroelectric thin films: Role of the 90° domain walls / W. Li, M. Alexe // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V. 91, № 26. - P. 262903/1-262903/3.

15. Tagantsev A. K., Non-Kolmogorov - Avrami switching kinetics in ferroelectirc thin films / A. K. Tagantsev, I. Stolichnov, N. Setter, J. S. Cross, T. Mineharu // Phys. Rev. - 2002. - V. 66, № 21. - P. 214109/1-214109/6.

16. Stolichnov I. Crossover between nucleation-controlled kinetics and domain wall motion kinetics of polarization reversal in ferroelectric films / I. Stolichnov, A. Tagantsev, N. Setter, J. S. Cross, M. Tsukada // Appl. Phys. Lett. - 2003. - V. 83, № 16. - P. 3362-3364.

17. Yoshihiro I. Polarization reversals in the presence of 90° domain walls. I. Yoshihiro, I. Makoto, S. Ekhard // Jap. J. Appl. Phys. - 2005. - V. 44, № 10. -P. 7512-7517.

18. Roelofs A. Depolarizing-field-mediated 180° switching in ferroelectric thin films with 90° domains / A. Roelofs, N. A. Pertsev, R. Waser, F. Schlaphof, L. M. Eng, C. Ganpule, V. Nagarajan, R. Ramesh // Appl. Phys. Lett. - 2002. - V. 80, №8.-P. 1424-1426.

19. Anbusathaiah V. Nanoscale polariztion relaxation kinetics in polycrystalline ferroelectric thin films / V. Anbusathaiah, V. Nagarajan, S. Aggrwal // J. Appl. Phys. - 2007. - V. 101, № 8. - P. 084104/1-084104/6.

20. Pojprapai S. Domain switching under cyclic mechanical loading in lead zirconate titanate / S. Pojprapai, J. L. Jones, M. Hoffman, S. C. Vogel // J. Amer. Ceram. Soc. - 2006. - V. 89, № 11. - P. 3567-3569.

21. Tagantsev A. K. Injection-controlled size effect on switching of ferroelectric thin films / A. K. Tagantsev, I. A. Stolichnov // Appl. Phys. Lett. - 1999. -V. 74, №9.-P. 1326-1328.

22. Stolichnov I. Kinetics of polarization reversal in ferroelectric films: Role of domain nucleation and domain wall motion / I. Stolichnov, A. Tagantsev, E. Colla, N. Setter // Ceram. Int. - 2004. - V.30, № 7. - P. 1095-1099.

23. Wang C. L. Switching characters of asymmetric ferroelectric films / C. L Wang, L. Zhang, W. L. Zhong, P. L. Zhang // Phys. Lett. - 1999. - V. 254, № 5.-P. 297-300.

24. Ganpule C. S. Domain nucleation and relaxation kinetics in ferroelectric thin films / C. S. Ganpule, V. Nagarajan, S. B. Ogale, A. L. Roytburd, E. D. Williams // Appl. Phys. Lett. - 2000. - V. 77, № 20. - P. 3275-3277.

25. Ganpule C. S. Polarization relaxation kinetics and 180° domain wall dynamics in ferroelectric thin films / C. S. Ganpule, A. L. Roytburd, V. Nagarajan, B. K. Hill, S. B. Ogale, E. D. Williams, R. Ramesh, J. F. Scott // Phys. Rev. - 2002. - V. 65, № 1. - P. 014101/1-014101/7.

26. Li Y. L. Effect of substrate constraint on the stability and evolution of ferroelectric domain structures in thin films / Y. L. Li, S. Y. Hu, Z. K. Liu, L. Q. Chen // Acta mater. - 2002. - V. 50, № 2. - P. 395-411.

27. Picinin A. Theoretical and experimental investigations of polarization switching in ferroelectric materials / A. Picinin, M. H. Lente, J. A. Eiras, J. P. Rino // Phys. Rev. - 2004. - V. 69, № 6. - P. 064117/1-064117/8.

28. Gruverman A. Asymmetric nanoscale switching in ferroelectric thin films by scanning force microscopy / A. Gruverman, A. Kholkin, A.Kingon H. Tokumoto // Appl. Phys. Lett. - 2001. - V. 78, № 18. - P. 2751-2753.

29. Wang B. Dynamic process of domain switching in ferroelectric films / B. Wang, R. Xia, H. Fan, С. H. Woo // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 94, № 5. -P. 3384-3389.

30. Vizdrik G. Kinetics of ferroelectric switching in ultrathin films / G. Vizdrik, S. Ducharme, V. M. Fridkin, S. G. Yudin // Phys. Rev. - 2003. - V. 68, № 9. -P. 094113/1-094113/6.

31. Jiang A. Studies of switching kinetics in ferroelectric thin films / A. Jiang, M. Dawber, J. F. Scott, C. Wang, P. Migliorato, M. Gregg // Jap. J. Appl. Phys. - 2003. - V. 42, № 11. - P. 6973-6982.

32. Song-Min N. Domain switchintg kinetics of lead zirconate titinate thin films / N. Song-Min, K. Young-Bae, W. Satoshi, T. Takaaki // Jap. J. Appl. Phys. -2003. - V. 42, № 12. - P. 1519-1522.

33. Stolichnov I. Microscopic aspects of the region-by-region polarization reversal kinetics of poly crystalline ferroelectric Pb(Zr,Ti)0[3] films / I. Stolichnov, L. Malin, E. Colla, A. K. Tagantsev, N. Setter // Appl. Phys. Lett. -2005. - V. 86, № 1. -P. 012902/1-012902/3.

34. Афанасьев В. П. Механизмы возникновения и релаксации самопроизвольной поляризации в тонких сегнетоэлектрических пленках / В. П. Афанасьев, И. П. Пронин, A. JI. Холкин // Физ. тверд, тела. - 2006. -V. 48, №6.-Р. 1143-1146.

35. Кузнецов Д. К. Кинетика переключения поляризации в облученных тонких пленках PZT / Д. К. Кузнецов, И. С. Батурин, В. Я. Шур, N. Menou, С. Muller, Т. Schneller, A. Sternberg // Физ. тверд, тела. - 2006. - V. 48, № 6. -Р. 1104-1106.

36. Stolichnov I. Kinetics of polarization reversal in ferroelectric films: Role of domain nucleation and domain wall motion / I. Stolichnov, A. Tagantsev, E. Colla, N. Setter // Ceram. Int. - 2004. - V. 30, № 7. - P. 1095-1099.

37. Laurent B. Polarization reversal of ferroelectric small particles: Surface polarization enhancement and bound charges effects / B. Laurent // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 87, № 26. - P. 262903/1-262903/3.

38. Gruverman A. Direct studies of domain switching dynamics in thin film ferroelectric capacitors / A. Gruverman, B. J. Rodriguez, C. Dehoff, J. D. Waldrep, A. I. Kingon, R. J. Nemamch, J. S. Cross // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 87, № 8. - P. 082902/1-082902/3.

39. Choudhury S. Effect of grain orientation and grain size on ferroelectric domain switching and evolution: Phase field simulations / S. Choudhury, Y. L. Li, III С Krill., Q. Chen L. // Acta mater. - 2007. - V. 55, № 4. - P. 14151426.

40. Sidorkin A.S. Switching Current in Thin Ferroelectric Lead Titanate Films / A.S.Sidorkin, L.P.Nesterenko, I.A.Bocharova, G.L.Smirnov, V.A.Sidorkin, S.V.Ryabtsev// Journal de Physique IV. - 2005. - V. 126. - P.81-84.

41. Kukushkin S. A. Thermodynamics and kinetics of switching effects in ferroelectrics / S. A. Kukushkin, A. V. Osipov // Phys. Rev. - 2002. - V. 65, № 17.-P. 174101/1-174101/14.

42. Kim S.-J. Prediction of domain nucleation and growth during polarization switching in ferroelectric thin films / S.-J. Kim, J. Shin, Yu.-J. Kim // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 93, № 4. - P. 2145-2152.

43. Jiang A. Q. Charge injection and polarization fatigue in ferroelectric thin films // A. Q. Jiang, Y. Y. Lin, T. A. Tang // J. Appl. Phys. - 2007. - V. 102, № 7.-P. 074109/1-074109/9.

44. Pintilie L. Polarization fatique and frequency-dependent recovery in Pb(Zr,Ti)03 epitaxial thin films with SrRu03 electrodes / L. Pintilie, I. Vrejoiu, D. Hesse, M. Alexe // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V. 88, № 10. - P. 102908/1102908/3.

45. Sidorkin A.S. Processes of ageing and fatigue in lead titanate thin films /

A.S.Sidorkin, L.P.Nesterenko, A.L.Smirnov, G.L.Smirnov, S.V.Ryabtsev // Ferroelectrics. - 2007. - V.349. -P.171-178.

46. Сидоркин A.C. Усталость тонких пленок титаната свинца и цирконата-титаната свинца / А.С.Сидоркин, Л.П.Нестеренко, А.Л.Смирнов, Г.Л.Смирнов, С.В.Рябцев, А.А.Сидоркин // Физика твердого тела. - 2008. - Т.50, В.11. - С.2066-2072.

47. Liu J.- М. Temperature-dependent fatigue behaviours of ferroelectric Pb(Zro.52Tio.48)03 and Pbo.75Lao.25Ti03 thin films / J.- M. Liu, Y. Wang, C. Zhu, G. L. Yuan, S. T. Zhang // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 87, № 4. - P. 042904/1-042904/3.

48. Wang Y. Polarization fatigue of ferroelectric Pb(Zro.iTio.9)03 thin films: Temperature dependence / Y. Wang, K. F. Wang, C. Zhu , J.-M. Liu // J. Appl. Phys. - 2006. - V. 99, № 4. - P. 044109/1-044109/6.

49. Zhang Sh.-T. SrBi[4]Ti[4JO[15] thin films and their ferroelectric fatigue behaviors under varying switching pulse widths and frequencies I Sh.-T. Zhang,

B. Yang, Ya.-F. Chen, Zh.-G. Liu, X.-B. Yin, W. Yuan, W. Mu, N.-B Ming // J. Appl. Phys. - 2002. - V. 91, № 5. - P. 3160-3164.

50. Tagantsev A. K. Polarization fatigue in ferroelectric films: Basic experimental findings, phenomenological scenarios, and microscopic features. A. K. Tagantsev, I. Stolichnov, E. L. Colla, N. Setter// J. Appl. Phys. - 2001. -V. 90, №3,-P. 1387-1402.

51. Colla E. L. Direct observation of inversely polarized frozen nanodomains in fatigued ferroelectric memory capacitors / E. L.Colla, I. Stolichnov, P. E. Bradely, N. Setter // Appl. Phys. Lett. - 2003. - V. 82, № 10. - P. 1604-1606.

52. Liu J. S. Domain evolution in ferroelectric thin films during fatigue process / J. S. Liu, S. R. Zhang, L. S. Dai, Y. Yuan // J. Appl. Phys. - 2005. - V. 97, № 10.-P. 104102/1-104102/4.

53. Xiaojie L. Phase separation in lead zirconate titanate and bismuth titanate during electrical shorting and fatigue / L. Xiaojie, H. Xiaobing, Zh. Ming, F. D. Morrison, S. A. T. Redfern, J. F Scott // J. Appl. Phys. - 2006. - V. 99, № 4. -P. 044101/1-044101/7.

54. Nuffer J. Stability of pinning centers in fatigued lead-zirconate-titanate / J. Nuffer, D. C. Lupascu, R. Jurgen. // Appl. Phys. Lett. - 2002. - V. 80, № 6. - P. 1049-1051.

55. Verdier C. Unipolar fatigue of ferroelectric lead-zirconate-titanate / C. Verdier, D. C. Lupascu, J. Rodel // J. Eur. Ceram. Soc. - 2003. - V. 23, № 9 -P. 1409-1415.

56. Schloss L. F. Polarization recovery of fatigued Pb(Zr,Ti)03 thin films: Switching current studies / L. F. Schloss, P. C. Mclntyre // J. Appl. Phys. -2003. - V. 93, № 3. - P. 1743-1747.

57. Wang Y. Fatigue in asymmetric-field-driven ferroelectric thin films / Y. Wang, K. H. Wong, F. G. Shin, C. L. Choy // Phys. Lett. - 2002. - V. 304, № 1-2.-P. 54-59.

58. Li W. Priority of domain wall pinning during the fatique period in bismuth titanate ferroelectric thin films / W. Li, C. Aiping, L. Xiaomei, Z. Jinsong, W. Yening // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 86, № 19. - P. 192908/1-192908/3.

59. Larsen P.K. Ferroelectric properties and fatigue ofPbZro,5iTio,4903 thin films of varying thikness: Blocking layer model / Dormans G.J.M., Taylor D.J., Van Veldhoven P.J. // J. Appl. Phys. - 1994. - V. 76. - P. 2405.

60. Dazhi S. Stabilization effect in ferroelectric materials during aging in ferroelectric state / S. Dazhi, R. Xiaobing, O. Kazuhiro // Appl. Phys. Lett. -2005. - V. 87, № 14. - P. 142903/1-142903/3.

61. Sim C. H. Fatigue behavior of heterostructured Pb(Zr,Ti)03/(Bi,Nd)4Ti30i2 ferroelectric thin films / C. H. Sim, H. P. Soon, Z. H. Zhou, J Wang // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V. 89, № 12. - P. 122905/1-122905/3.

62. Warren W.L. Polarization suppression in Pb(Zr,Ti)03 thin films/ W.L. Warren, D. Dimos, B.A. Tuttle, G.E. Pike , R.W. Schwartz, P.J. Clew, D. C. Mclntyre, J. //Appl. Phys. -1995. - V. 77. - P. 6695-6702.

63. Scott J. F. Oxygen-vacancy ordering as a fatigue mechanism in perovskite ferroelectrics / J. F. Scott, M. Dawber // Appl. Phys. Lett. - 2000. - V. 76, №25.-P. 3801-3803.

64. Sidorkin A.S. / A.S. Sidorkin // Proceedings of the Ninth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics. - Pennsylvania State University. -1994.-P. 91.

65. Pawlaczyk C.Z. Fatigue, Rejuvenation and Self-Restoring in Ferroelectric Thin-Films / C.Z. Pawlaczyk, A. K. Tagantsev, K. Brooks, I. M. Reaney , R. Klissurska , N. Setter N. // Integrated Ferroelectrics. - 1995. - V.8, N.3-4. - P. 293-316.

66. Kim Sang-Joo, Jiang Qing Smart Materials and Structures/ Kim Sang-Joo, Jiang Qing// Integrated Ferroelectrics. - 1996. - V.5. - P. 321.

67. Colla E.L. Fatigued state of the Pt-PZT-Pt system/ E. L. Colla, A.K. Tagantsev, D.V. Taylor, A.L. Kholkin // Integr. Ferroelectr. - 1997. -V. 18. -P. 19-28.

68. Stolichnov I., Tagantsev A.K., Colla E., Gentil S., Hiboux S., Baborowski J., Muralt P., Setter N. // J. Appl. Phys. - 2000. - V. 88. - P. 2154.

69. D. C. Lupascu Mixed electromechanical fatigue of lead zirconate titanate/ Aulbach E„ Rodel J. // Appl. Phys. - 2003. - V. 93. - P. 5551.

70. Lupascu D. C. Mixed electromechanical fatigue in lead zirconate titanate / D. C. Lupascu, E. Aulbach, R. Jurgen // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 93, № 9. -P. 5551-5556.

71. Le R. G. A model for fatigue in ferroelectric thin films based on trapping of carriers at interfacial states / R. G. Le, G. Poullain, R. Bouregba // J. Appl. Phys. - 2004. - V. 96, № 7. - P. 3876-3882.

72. Poykko S. Dipolar defect model for fatigue in ferroelectric perovskites / S. Poykko, D. J. Chadi // Phys. Rev. Lett. - 1999. - V.83. - P. 1231-1234.

73. Shur V. Ya. Kinetic approach to fatigue phenomenon in ferroelectrics / V. Ya. Shur, E. L. Rumyantsev, E. V. Nikolaeva, E. I. Shishkin, I. S. Baturin. // J. Appl. Phys. - 2001. - V. 90, № 12. - P. 6312-6315.

74. Jin H. Z. Size effect and fatigue mechanism in ferroelectric thin films. H. Z. Jin, J. Zhu // J. Appl. Phys. - 2002. - V. 92, № 8. - P. 4594-4598.

75. Gruverman A. Piezoresponse force microscopy and recent advances in nanoscale studies of ferroelectrics / A. Gruverman, S. V. Kalinin // J. Mater. Sci. - 2006. - V. 41, № 1. - p. 107-116.

76. Kalinin S.V. Nanoelectromechanics of polarization switching in piezoresponse force microscopy / S. V. Kalinin, A. Gruverman, B. J. Rodriguez, J. Shin, A. P. Baddorf, E. Karapetian, M. Kachanov // J. Appl. Phys. - 2005. -V. 97, № 7. - P. 074305/1-074305/6.

77. Rosenman G. Submicron ferroelectric domain structures tailored by highvoltage scanning probe microscopy / G. Rosenman, P. Urenski, A. Agronin, Y. Rosenwaksb, M. Molotskii // Applied Physics Letters - 2003. - V. 82, № 1. - P. 103-105.

78. Rosenman G. Submicron ferroelectric domain structures tailored by highvoltage scanning probe microscopy / G. Rosenman, P. Urenski, A. Agronin, Y. Rosenwaksb, M. Molotskii // Applied Physics Letters.- 2003. - V. 82, № 1. - P. 103-105.

79. Abplanalp M. Higher order ferroic switching induced by scanning force microscopy / M.Abplanalp, J. Fousek, P. Gunter // Phys. Rev. Lett. - 2001. - V. 86, №25. P. 5799-5802.

80. Roelofs A. Piezoresponse force microscopy of lead titanate nanograms possibly reaching the limit of ferroelectricity / A. Roelofs, T. Schneller, К. Szot, R. Waser // Appl. Phys. Lett. - 2002. - V. 81, № 27. - P.5231-5233.

81. Molotskii M.I. Decay of ferroelectric domains formed in the field of an atomic force microscope / M. I. Molotskii, M. M. Shvebelman // J. Appl. Phys. - 2005. - V. 97, № 8. - P. 084111/1-084111/6.

82. Molotskii M. Elementary Events of Ferroelectrics Switching using Atomic Force Microscope / M. Molotskii, M. Shvebelman // Ferroelectrics. - 2004. -V. 301.-P. 67-70.

83. A.S. Sidorkin Domain Structure in Ferroelectrics and Related Materials // Cambridge International Science Publishing. - United Kingdom, 2006. - P. 250.

84. A.S. Sidorkin, L.P. Nesterenko, A.L. Smirnov, G.L. Smirnov, S.V. Ryabtsev, A.A. Sidorkin // Physics of the Solid State. - 2008. - V. 50. P. -2157.

85. Sidorkin A.A., Nesterenko L. P., Sidorkin A.S., Ryabtsev S.V., Bulavina G. G. // Solid State Sciences. -2010. - P. 302.

86. A.S. Sidorkin Processes of ageing and fatigue in lead titanate thin films / A.S.Sidorkin, L.P.Nesterenko, AL.Smirnov, G.L.Smirnov, S.V.Ryabtsev //Ferroelectrics. - 2007. - V.349 - P.171-178.

87. Сидоркин A.C. Диэлектрические свойства тонких пленок титаната свинца на подложке из поликора / A.C. Сидоркин, Л.П. Нестеренко, Г.Л. Смирнов, A.JI. Смирнов, С.В. Рябцев // Физика твердого тела. - 2006. - Т. 48, №6.-С. 1118-1120.

88. Sidorkin A.S., Nesterenko L.P., Darinskii В.М., Sidorkin A.A., G.G.Bulavina // Crystallography Reports. - 2011. - V. 56. - 90.

89. Sidorkin A.S. Pyroelectric Properties of Lead Zirconate-Titanate Thin Films / A.S. Sidorkin, S.D. Milovidova, O.V.Rogazinskaya, S.V. Ryabtsev, E.V. Ionova, A.B. Plaksitsky, S.A. Bavykin // Ferroelectrics. - 2010. - V.397. -P.108.

90. Плаксицкий А.Б. Кинетика электростимулированной эмиссии электронов облученных кристаллов ТГС/ А.Б.Плаксицкий, А.С.Сидоркин, О.В.Рогазинская, С.Д.Миловидова, Н.Г.Бабичева, Е.В.Ионова, С.М.Денисов // Материалы V-ой Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». - Энергоатомиздат, М., 2008.-4.2.-С.25-27.

91. Рогазинская О.В. Структура и свойства кристаллов ТГС, выращенных при температурах ниже 0°С / О.В.Рогазинская, С.Д.Миловидова, А.С.Сидоркин, А.Н.Юрьев, О.Б.Яценко, Е.В.Ионова, Т.А.Артемьева, Ж.Д.Стеханова // Материалы Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», - Москва, 2004. - С.31-33.

92. Миловидова С.Д. Влияние температурного отжига на диэлектрическую нелинейность кристаллов ТГС, выращенных при температурах ниже 0 °С / С.Д.Миловидова, О.В.Рогазинская, А.С.Сидоркин, О.Б.Яценко, Е.В.Ионова, А.Н.Юрьев // Материалы 4-ой Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». - Москва, 2006. - С.22-25.

93. Миловидова С.Д. Формирование внутреннего смещающего поля в кристаллах триглицинсульфата с примесями хрома и L,a -аланина / С.Д. Миловидова, A.C. Сидоркин, О.В. Рогазинская, A.A. Сидоркин // Кристаллография. - 2002. - Т.47, N.5. - С.876-878.

94. Миловидова С.Д. Внутреннее смещающее поле в кристаллах ТГС с L, а-аланином, выращенных при отрицательных температурах / С.Д. Миловидова, О.В. Рогазинская, A.C. Сидоркин, Е.В. Ионова, А.П. Кириченко, С.А. Бавыкин // Кристаллография. - 2010. - Т.55, N.5. -С.877-879.

95. Topolov V.Yu. Electromechanical Properties in Composites Based on Ferroelectrics / V.Yu Topolov, C. R. Bowen // London: Springer. - 2009. - P. 202.

96. Topolov V.Yu. Heterogeneous Ferroelectric Solid Solutions. Phases and Domain States / Springer Series in Materials Science. - 2009. - Vol.151.

97. Kalinin S. V. Quantitative analysis of nanoscale switching in SrBi[2]Ta[2]0[9] thin films by piezoresponse force microscopy / S. V. Kalinin, A. Gruverman, D. A. Bonnell // Appl. Phys. Lett. - 2004. - V. 85, № 5. - P. 795-797.

98. Gruverman A. Piezoresponse force microscopy and recent advances in nanoscale studies of ferroelectrics / A. Gruverman, S. V. Kalinin // J. Mater. Sci. - 2006. - V. 41, № l.-P. 107.

99. Анкудинов А. В. Атомно-силовая микроскопия поляризационных доменов в сегнетоэлектрических пленках / А. В. Анкудинов, А. Н. Титков // Физ. тверд, тела - 2005. - V. 47, № 6. - P.l 110-1117.

100. Lee К. S. Domain formation in epitaxial Pb(Zr, Ti)0[3] thin films. / K. S. Lee, J. H. Choi, J. Y. Lee, S. Baik // J. Appl. Phys. - 2001. - V. 90, № 8. -P. 4095-4102.

101. Wang Biao Atomic force microscopy-induced electric field in ferroelectric thin films / Biao Wang, С. H. Woo // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 94, № 6. -P. 4053-4059.

102. Loppacher Ch. Lamellar ferroelectric domains in РЬТЮ3 grains imaged and manipulated by AFMI Ch. Loppacher, F. Schlaphof, S. Schneider, U. Zerweck, S. Grafstrom, L. M. Eng, A. Roelofs, R. Waser // Surface Sci. - 2003. - V. 532-535.-P. 483-487.

103. Mishina E. D. Domain orientation in ultrathin (Ba,Sr)Ti03 films measured by optical second harmonic generation / E. D. Mishina, N. E. Sherstyuk, D. R. Barskiy, A. S. Sigov, Yu. I. Golovko, V. M. Mukhorotov, M. De Santo, Th. Rasing // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 93, № 10. - P. 6216-6222.

104. Jeng Y.-R. Nanomeasurement and fractal analysis of PZT ferroelectric thin films by atomic force microscopy / Y.-R.Jeng, P.-C. Tsai, T.-H. Fang // Microelectron. Eng. - 2003. - V. 65, № 4. - P. 406-415.

105. Dunn S. Substrate effects on domain structures of PZT 30/70 sol-gel films via PiezoAFM / S. Dunn, R. W. Whatmore // J. Eur. Ceram. Soc. - 2002. -V. 22, №6.-P. 825-833.

106. Ferris J. H. Nanoscale domain patterning of lead zirconate titanate materials using electron beams / J. H. Ferris, D. B. Li, S. V. Kalinin, D. A. Bonnell // Appl. Phys. Lett. - 2004. - V. 84, № 5. - P. 774-776.

107. Liu J. S. Cross-sectional analysis of ferroelectric domains in PZT capacitors via piezoresponse force microscopy / J. S. Liu, H. Z. Zeng, A. L. Kholkin // J. Phys. - 2007. - V. 40, № 22. - P. 7053-7056.

108. Shvartsman V. V. Nonlinear local piezoelectric deformation in ferroelectric thin films studied by scanning force microscopy / V. V. Shvartsman, N. A. Pertsev, J. M. Herrero, C. Zaldo, A. L. Kholkin // J. Appl. Phys. - 2005. -V. 97, № 10.-P. 104105/1-104105/11.

109. Emelyanov A. Yu. Coherent ferroelectric switching by atomic force microscopy / A. Yu. Emelyanov // Phys. Rev. - 2005. - V. 71, № 13. -P. 132102/1-132102/4.