초록
$BiFeO_3(BFO)/Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$(PZT) bilayer와 multilayer의 다층구조를 만들어 전기적 특성을 측정하여 같은 두께의 BFO 단층박막과 비교해 보았다. BFO와 PZT 용액을 이용하였으며 chemical solution deposition 방법으로 Pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) 기판위에 각 박막을 증착하였다. X-ray diffraction 분석을 통해 모든 박막이 다배향(multi-orientation) 페로브스카이트 (perovskite) 구조를 가졌음을 확인하였다. BFO/PZT Bilayer와 multilayer 박막들은 BFO 단층박막의 비해 누설전류 값이 500 kV/cm에서 약 4, 5차수 정도 감소했으며, 이로 인해 BFO/PZT 다층박막의 강유전체 특성이 크게 향상되었다. BFO/PZT multilayer 다층구조 박막의 경우 안정된 이력곡선(hysteresis loop)을 나타냈으며, 잔류 분극(remanent polarization)의 값은 $44.3{\mu}C/cm^2$이었으며, 항전계($2E_c$) 값은 681.4 kV/cm였다.
$BiFeO_3/Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$(BFO/PZT) multilayer thin films have been prepared on a Pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) substrate by chemical solution deposition. BFO single layer, BFO/PZT bilayer and multilayer thin films were studied for comparison. X-ray diffraction analysis showed that the crystal structure of all films was multi-orientated perovskite phase without amorphous and impurity phase. The leakage current density at 500 kV/cm was reduced by approximately four and five orders of magnitude by bilayer and multilayer structure films, compared with BFO single layer film. The low leakage current density leads to saturated P-E hysteresis loops of bilayer and multilayer films. In BFO/PZT multlayer film, saturated remanent polarization of $44.3{\mu}C/cm^2$ was obtained at room temperature at 1 kHz with the coercive field($2E_c$) of 681.4 kV/cm.