Article (Périodiques scientifiques)
The other model antiferroelectric: PbHfO3 thin films from ALD precursors
Hanrahan, Brendan; Milesi-Brault, Cosme; Leff, Asher et al.
2021In APL MATERIALS, 9 (2)
Peer reviewed
 

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Résumé :
[en] Antiferroelectric PbHfO3 is grown from atomic layer deposition precursors lead bis(dimethylaminomethylpropanolate) and tetrakis dimethylamino hafnium with H2O and O-3 oxidizers in thicknesses from 20 nm to 200 nm at a substrate temperature of 250 degrees C. X-ray analysis shows an as-grown crystalline PbO phase that diffuses into an amorphous HfO2 matrix upon annealing to form a randomly oriented, orthorhombic PbHfO3 thin film. Electrical characterization reveals characteristic double hysteresis loops with maximum polarizations of around 30 mu C/cm(2) and transition fields of 350 kV/cm-500 kV/cm depending on the thickness. Temperature-dependent permittivity and polarization testing show a phase transition at 185 degrees C, most probably to the paraelectric phase, but give no clear evidence for the intermediate phase known from bulk PbHfO3. The energy storage density for the films reaches 16 J/cm(3) at 2 MV/cm. A dielectric tunability of 221 is available within 1 V for the thinnest film. These results highlight the unique spectrum of properties available for thin film perovskite antiferroelectrics.
Disciplines :
Physique
Auteur, co-auteur :
Hanrahan, Brendan;  Hanrahan, B (Corresponding Author), US Army, Sensors Electron Devices Directorate, Res Lab, Adelphi, MD 20783 USA. Hanrahan, Brendan
Milesi-Brault, Cosme;  Leff, Asher
Leff, Asher;  Payne, Alexis
Alexis, Payne;  Strnad, Nicholas, US Army, Sensors Electron Devices Directorate, Res Lab, Adelphi, MD 20783 USA. Milesi-Brault, Cosme, Luxembourg Inst Sci Technol, Mat Res Technol Dept, 41 Rue Brill, L-4422 Belvaux, Luxembourg. Milesi-Brault, Cosme
Liu, Shi;  Guennou, Mael, Interinst Res Grp Unilu LIST Ferro Mat, 41 Rue Brill, L-4422 Belvaux, Luxembourg. Leff, Asher, Gen Tech Serv LLC, Wall, NJ 07727 USA. Payne, Alexis, North Carolina State Univ, Mat Sci Engn Dept, Raleigh, NC 27606 USA. Liu, Shi, Westlake Univ, Sch Sci, Hangzhou 310024, Zhejiang, Peoples R China. Liu, Shi, Westlake Inst Adv Study, Inst Nat Sci, Hangzhou 310024, Zhejiang, Peoples R China. Guennou, Mael, Univ Luxembourg, Dept Phys Mat Sci, 41 Rue Brill, L-4422 Belvaux, Luxembourg.
GUENNOU, Mael  ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Medicine (FSTM) > Department of Physics and Materials Science (DPHYMS)
Strnad, Nicholas
Co-auteurs externes :
yes
Titre :
The other model antiferroelectric: PbHfO3 thin films from ALD precursors
Date de publication/diffusion :
2021
Titre du périodique :
APL MATERIALS
Maison d'édition :
AMER INST PHYSICS, 1305 WALT WHITMAN RD, STE 300, MELVILLE, NY 11747-4501 USA, Inconnu/non spécifié
Volume/Tome :
9
Fascicule/Saison :
2
Peer reviewed :
Peer reviewed
Projet FnR :
FNR11348912 - Bismuth-based Antiferroelectrics As Tunable Materials, 2016 (01/09/2017-31/12/2020) - Mael Guennou
Commentaire :
Article
Disponible sur ORBilu :
depuis le 07 décembre 2021

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