Abstract
Applications of SPM (scanning probe microscopy) techniques for nanoscale investigation of ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) thin films are described. Topics are (1) local current flow in polycrystalline Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) thin films, (2) ferroelectric properties of nanosized PZT islands and (3) polarization switching processes in epitaxial PZT thin films and capacitors. They are investigated using atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM), conductive AFM and piezoresponse scanning force microscopy (PFM).
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
K. Kim, Ext. Abs. of 1st Int. Meeting on Ferroelectric Random Access Memories (FeRAM 2001), TO1-1, pp.11–12 (Nov.19–21, 2001, Gotemba, Japan).
H. Kanaya, Y. Kumura; T. Ozaki, K. Yamakawa, Y. Taniguchi and I. Kunishima, Integr. Ferroelectr. 39, 41 (2001).
S. Tiedke, T. Schmitz, K. Prume, A. Roelofs, T. Schneller, U. Kall, R. Waser, C. S. Ganpule, V. Nagarajan, A. Stanishevsky and R. Ramesh, Appl. Phys. Lett. 79, 3678 (2001).
G. Binnig and H. Rohrer, Helv. Phys. Acta. 55, 726 (1982).
G. Binnig, C. F. Quate and Ch. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).
J. E. Stern, B. D. Terris, H. J. Mamin and D. Rugar, Appl. Phys. Lett. 53, 2717 (1988).
S. Morita, T. Ishizaka, Y. Sugawara, T. Okada, S. Mishima, S. Imai and N. Mikoshiba, Jpn. J. Appl. Phys. 28, L1634 (1989).
A. M. Chang, H. D. Hallen, L. Harriott, H. F. Hess, H. L. Kao, J. Kwo, R. E. Miller, R. Wolfe and J van der Ziel, Appl. Phys. Lett. 61, 1974 (1992).
Y. Martin and H. K. Wickramasinghe, Appl. Phys. Lett. 50, 1455 (1987).
Y. Martin, D. Ruger and H. K. Wickramasinghe, Appl. Phys. Lett. 52, 244 (1988).
D. W. Pohl, W. Denk and M. Lanz, Appl. Phys. Lett. 44, 651 (1984).
E. Betzig and J. K. Trautman, Science 257, 189 (1992).
K. Takata, K. Kushida, K. Torii and H. Miki, Jpn. J. Appl. Phys. 33, 3193 (1994).
T. Hidaka, T. Maruyama, M. Saitoh, N. Mikoshiba, M. Shimizu, T. Shiosaki, L. A. Wills, R. Hiskes, S. A. Dicarolis and J. Amano, Appl. Phys. Lett. 68, 2358 (1996).
A. Gruverman, O. Auciello and H. Tokumoto, Appl. Phys. Lett., 69 (1996) 3191.
E. L. Colla, S. Hong, D. V. Taylor, A. K. Tagantsev, N. Setter and K. No, Appl. Phys. Lett. 72, 2763 (1998).
T. Yamamoto, J. Sakamoto, E. Matuzaki and R. Takayama., Jpn. J. Appl. Phys. 38, 5332 (1999).
H. Fujisawa, M. Shimizu, T. Horiuchi, T. Shiosaki and K. Matsushige, Appl. Phys. Lett., 71, 416 (1997).
Z. Xie, E. Z. Luo, J. B. Xu, I. H. Wilson, H. B. Peng, L. H. Zhao and B. R. Zhao, Appl. Phys. Lett. 76, 1923 (2000) 1923.
Y. Cho, S. Kazuta and K. Matsuura, Appl. Phys. Lett. 75, 2833 (1999).
M. Alexe, A. Gruverman, C. Harnagea, N. D. Zaharov, A. Pignolet, D. Hesse and J. F. Scott, Appl. Phys. Lett. 75, 1158 (1999).
M. Shimizu, M. Sugiyama, H. Fujisawa, T. Hamano, T. Shiosaki and K. Matsushige, J. Cryst. Growth 145, 226 (1994).
M. Shimizu, M. Sugiyama, H. Fujisawa and T. Shiosaki, Jpn. J. Appl. Phys. 33, 5167 (1994).
H. Fujisawa, K. Morimoto, M. Shimizu and H. Niu, K. Honda and S. Ohtani, Jpn. J. Appl. Phys. 39, 5446 (2000).
H. Fujisawa, H. Nonomura, M. Shimizu and H. Niu, J. Cryst. Growth 237-239 (P1), 459 (2002).
H. Fujisawa, M. Shimizu, H. Niu, T. Shiosaki, T. Horiuchi and K. Matsushige, Integr. Ferroelectr. 18, 71 (1997).
H. Fujisawa, K. Morimoto, M. Shimizu, H. Niu, K. Honda and S. Ohtani, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 655, CC10.4.1 (2001).
H. Fujisawa, Y. Matsumoto, M. Shimizu and H. Niu, Proc. of 12th IEEE Int. Symp. on Applications of Ferroelectrics, pp.619–622 (2000).
H. Fujisawa, T. Yagi, M. Shimizu and H. Niu, Ferroelectrics 269, 21 (2002).
M. Shimizu, H. Fujisawa, M. Sugiyama and T. Shiosaki, Integr. Ferroelectr. 6, 155 (1995).
H. Fujisawa, S. Nakashima, K. Kaibara, M. Shimizu and H. Niu, Jpn. J. Appl. Phys. 38, 5392 (1999).
J. A. Christman, R. R. Woolcott Jr., A. I. Kingon and R. J. Nemanich, Appl. Phys. Lett. 73, 3851 (1998).
R. Waser and M. Klee, Proc. of 3rd Int. Symp. of Integr. Ferroelectr., pp.288–305 (1991).
K. Abe and S. Komatsu, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 4186 (1993).
Y. Fukuda, K. Numata, K. Aoki and A. Nishimura, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 5178 (1996).
C. A. Aroujo, L. D. McMillan, B. M. Melnick, J. D. Cuchiaro and J. F. Scott, Ferroelectrics 104, 241 (1991).
J. F. Scott, C. A. Aroujo, B. M. Melnick, L. D. McMillan and R. Zuleeg, J. Appl. Phys. 70, 382 (1991).
B. M. Melnick, J. F. Scott, C. A. Aroujo and L. D. McMillan, Ferroelectrics 135, 163 (1992).
R. Moazzami, C. Hu and W. H. Shepherd, IEEE Electron Device Lett. 11, 454 (1990).
R. Moazzami, C. Hu and W. H. Shepherd, IEEE Trans. Electron Devices 39, 2044 (1992).
G. R. Fox and S. B. Krupanidhi, J. Appl. Phys. 74, 1949 (1993).
H. Hu and S. B. Krupanidhi, J. Mater. Res. 9, 1484 (1994).
C. Sudhama, A. C. Campbell, P. D. Manier, R. E. Jones, R. Moazzami, C. J. Mogab and J. C. Lee, J. Appl. Phys. 75, 1014 (1994).
X. Chen, A. I. Kingon, L. Mantese, O. Auciello and K. Y. Hsieh, Integr. Ferroelectr. 3, 355 (1994).
X. Chen, A. I. Kingon, K. Bellur and O. Auciello, Integr. Ferroelectr. 5, 59 (1994).
X. Chen, A. I. Kingon, H. Al-Shreef and K. R. Bellur, Ferroelectrics 151, 133 (1993).
K. Uchino, E. Sadanaga and T. Hirose, J. Am. Ceram. Soc. 72, 1555 (1989).
W. L. Zhong, B. Jiang, P. L. Zhang, J. M. Ma, H. M. Cheng, Z. H. Yang and L. X. Li, J. Phys.: Condens. Matter 5, 2619 (1993).
D. McCauley, R. E. Newnham and C. A. Randall, J. Am. Ceram. Soc. 81, 979 (1998).
K. Ishikawa, T. Nomura, N. Okada and K. Takada, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 5196 (1996).
Y. Uemoto, Oyo-Butsuri 67, 1256 (1998). [in Japanese]
H. Fujisawa, M. Shimizu, T. Horiuchi, T. Shiosaki and K. Matsushige, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 4913 (1996).
M. H. Frey and D. A. Payne, Appl. Phys. Lett. 63, 2753 (1993).
C. Zhou and D. M. Newns, J. Appl. Phys. 82, 3081 (1997).
S. Li, J. A. Eastman, Z. Li, C. M. Foster, R. E. Newnham and L. E. Cross, Phys. Lett. A 212, 341 (1996).
T. Maruyama, M. Saitoh, I. Sakai, T. Hidaka, Y. Yano and T. Noguchi, Appl. Phys. Lett. 73, 3524 (1998).
N. Yanase, K. Abe, N. Fukushima and T. Kawakubo, Jpn. J. Appl. Phys. 38, 5305 (1999).
T. Kijima and H. Ishiwara, Jpn. J. Appl. Phys. 41, L716 (2002).
S. Okamura, Y. Yagi, S. Ando, T. Tsukamoto and K. Mori, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 6579 (1996).
M. Alexe, C. Harnagea, D. Hesse and U. Gosele, Appl. Phys. Lett. 75, 1793 (1999).
C. S. Ganpule, A. Stanishevsky, S. Aggarwal, J. Melngailis, E. Williams and R. Ramesh, Appl. Phys. Lett. 75, 3874 (1999).
H. Fujisawa, M. Shimizu, H. Niu, K. Honda and S. Ohtani, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 596, 321 (2000).
M. Shimizu, H. Fujisawa, M. Sugiyama and T. Shiosaki, Integr. Ferroelectr. 6, 155 (1995).
J. S. Speck, A. C. Daykin, A. Seifert, A. E. Romanov and W. Pompe, J. Appl. Phys. 78, 1696 (1995)
G. Shirane, K. Suzuki and A. Takeda, J. Phys. Soc. Japan 7, 12 (1952).
H. Fujisawa, M. Okaniwa, H. Nonomura, M. Shimizu and H. Niu, J. Eur. Ceram. Soc. (in press)
D. A. Berlincourt, C. Cmolik and H. Jaffe, Proc. IRE 48, 220 (1960).
M. Avrami, J. Chem. Phys. 7, 1103 (1939); 8, 212 (1940); 9, 177 (1941).
E. Fatuzzo, Phys. Rev. 127, 1999 (1962).
Y. Ishibashi and Y. Takagi, J. Phys. Soc. Japan 31, 506 (1971).
H. M. Duiker and P. D. Beale, Phys. Rev. 41, 490 (1990).
W. J. Merz, Phys. Rev. 95, 690.(1954).
R..C. Miller and A. Savage, Phys. Rev. 115, 1176 (1959).
H. L. Stadler and P. J. Zachmanidis, J. Appl. Phys. 34, 3205 (1963).
P. K. Larsen, G. L. Kampschoer, M. J. E. Ulenaers, G. A. C. M. Spierings and R. Cuppens, Appl. Phys. Lett. 59, 611 (1991).
J. F. Scott, L. Kammerdiner, M. Parris, S. Traynor, V. Ottenbacher, A Shawabkeh and W. F. Oliver, J. Appl. Phys. 64, 787 (1988).
H. M. Duiker, P. D. Beale, J. F. Scott, C. A. Paz de Araujo, B. M. Melnick, J. D. Cuchiaro and L. D. Mcmillan, J. Appl. Phys. 68, 5783 (1991).
V. Gopalan and T. E. Mitchell, J. Appl. Phys. 85, 2304 (1999).
Author information
Authors and Affiliations
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2004 Springer Science+Business Media New York
About this chapter
Cite this chapter
Fujisawa, H., Shimizu, M. (2004). Nanoscale Investigation of MOCVD- Pb(Zr,Ti)O3 Thin Films Using Scanning Probe Microscopy. In: Hong, S. (eds) Nanoscale Phenomena in Ferroelectric Thin Films. Multifunctional Thin Film Series. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9044-0_9
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9044-0_9
Publisher Name: Springer, Boston, MA
Print ISBN: 978-1-4020-7630-5
Online ISBN: 978-1-4419-9044-0
eBook Packages: Springer Book Archive