Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society (한국진공학회)
권호 표지

Growth and dielectric Properties or $BaTiO_3/SrTiO_3$ oxide artificial superlattice deposited by pulsed laser deposition (PLD)

Pulsed laser depostion (PLD)법으로 증착된 $BaTiO_3/SrTiO_3$ 산화물 초격자의 성장 및 유전특성

  • 김주호 (성균관대학교 재료공학과) ;
  • 김이준 (성균관대학교 물리학과) ;
  • 정동근 (성균관대학교 물리학과) ;
  • 김용성 (성균관대학교 정보통신용 신기능성 소재 및 공정연구센터) ;
  • 이재찬 (성균관대학교 재료공학과)
  • Published : 2002.09.01
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Abstract

Artificial $BaTiO_3$(BTO)/$SrTiO_3$(STO) oxide superlattice have been deposited on MgO (100) single crystal substrate by pulsed laser deposition(PLD) method. The stacking periodicity of BTO/STO superlattice structure was varied from $BTO_{1\;unit\; cell}/STO_{1\;unit\; cell}$ to $BTO_{125\;unit\; cell}/STO_{125 \;unit \;cell}$ thickness with the total thickness of 100 nm. The result of X-ray diffraction showed the characteristics of superlattice in the BTO/STO multilayer structure. we have also confirmed that there was no interdiffusion at the interface between BTO and STO layers by high resolution transmission electron microscopy(HRTEM). The dielectric constant of superlattice increased with decreasing stacking periodicity of the BTO/STO superlattice within the critical thickness. The dielectric constant of the BTO/STO superlattice reached a maximum i.e., 1230 at a stacking perioicity of $BTO_{2\;unit\; cell}/STO_{2\;unit\; cell}$ .

$BaTiO_3$(BTO)/$SrTiO_3$(STO) 산화물 인공 초격자가 MgO(100) 단결정 기판위에 Pulsed laser deposition(PLD)법으로 증착되었다. 다층구조에서 BTO/STO 층의 적층 주기는 $BTO_{1\;unit\; cell}/STO_{1\;unit\; cell}$에서 $BTO_{125\;unit\; cell}/STO_{125 \;unit \;cell}$ 두께로 변화시켰고 초격자 전체 두께는 100 m으로 고정시켰다. X-ray 회절 결과는 다양한 주기의 BTO/STO 산화물 박막에서 초격자의 특성을 보였고 투과형 전자 현미경을 통해서 BTO와 STO의 두 층간의 계면에서 상호확산이 일어나지 않고 초격자가 잘 성장된 것을 확인하였다. 초격자의 유전율은 임계 두께 내에서 적층주기가 감소함에 따라 증가하였다. 이러한 초격자의 유전율은 낮은 주기 즉 $BTO_{2\;unit\; cell}/STO_{2\;unit\; cell}$ 주기에서 1230으로 높게 나왔으며 이러한 원인은 격자 변형(c/a ratio)에 기여된 것으로 분석되었다.

Keywords

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