НАНОРАЗМЕРНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ – НОВАЯ АКТИВНАЯ СРЕДА ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

Приведены результаты междисциплинарных исследований сегнетоэлектрических гетероструктур, полученных по принципиально новой технологии, разработанной в лаборатории физики тонких сегнетоэлектрических пленок Южного научного центра Российской академии наук (ЮНЦ РАН). Получаемые по этой технологии гетероструктуры сложных оксидов по структурному совершенству и диэлектрическим свойствам значительно превосходят лучшие зарубежные образцы. Комплексное исследование гетероструктур сложных оксидов (методы рентгендифракционного анализа, исследования диэлектрических характеристик, исследования генерации второй гармоники, спектроскопия комбинационного рассеяния света, высокоразрешающая электронная микроскопия) позволило выявить основные особенности применения такой новой активной среды в микроэлектронике СВЧ, оптическом диапазоне, в устройствах на поверхностных акустических волнах, в микродатчиках, а также разработать и создать в ЮНЦ РАН опытные образцы. Установлена область оптимальных толщин пленок для применения в управляющих устройствах СВЧ-диапазона – между 25 и 50 нм. Эта область характеризуется максимальным коэффициентом управляемости и минимальными диэлектрическими потерями. Более того, методы рентгеноструктурного анализа позволяют однозначно определить механизм роста пленок и установить ожидаемый коэффициент управляемости. Разработанный в ЮНЦ РАН микродатчик на основе наноразмерных сегнетоэлектрических гетероструктур с пороговой чувствительностью Δl/l ≈ 10−9... 10−10, работающий в диапазоне частот 10−4... 107 Гц, позволит создать системы диагностики сложных механических систем в минимальные сроки. При использовании в устройстве на поверхностных акустических волнах в качестве активного элемента тонкой сегнетоэлектрической пленки можно вдвое повысить рабочую частоту преобразователя за счет формирования в пленке периодической доменной структуры, представляющей собой фотонный кристалл. Путем изменения внешнего поляризующего напряжения на электродах пленки можно создавать преобразователи с электрически регулируемым коэффициентом электромеханической связи.

тонкие пленки, сегнетоэлектрические гетероструктуры, микроэлектромеханические системы, высокоразрешающая электронная микроскопия, рентгендифракционный анализ, планарные электроды, комбинационное рассеяние, генерации второй гармоники, фазовращатель, микродатчик