Epitaxial growth of oxide films using miscut substrates

We have grown piezoelectric oxide films by RF magnetron sputtering using miscut substrates. Films were Brown on(001) $SrTiO_3$ substrates with miscut angles from 0 to 8 degrees toward the (100) direction. Films on high miscut substrates (>$4^{\circ}$) showed almost the pure perovskite phase in x-ray diffraction and were nearly stoichiometric. In contrast, films on exact (001) $SrTiO_3$ contained a high volume fraction of pyrochlore phases. A film on an $8^{\circ}$ miscut substrate exhibits a polarization hysteresis loop with a remnent polarization of 20$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ at room temperature.

Miscut된 기판을 이용할 산화물 박막의 에피 성장

RF magnetron sputtering 방법으로 miscut된 기판을 이용해서 양질의 압전 산화물 에피 박막을 제작하였다. 박막은 (001) $SrTiO_3$ 기판 위에 증착되었으며, (100) 방향으로 $0^{\circ}$-$8^{\circ}$의 miscut 각도를 갖는 기판들을 사용했다. $4^{\circ}$이상의 큰 miscut 각도를 갖는 기판 위에 성장된 박막의 경우, x-ray diffraction (XRD) 패턴은 perovskite 상의 순수한 PMN-PT 피크만을 보여 주었으며, wavelength dispersive x-ray fluorescence spectroscopy를 이용해서 분석한 조성비는 stoichiometric한 조성비에 가까운 값을 보여주었다. 반면에, miscut 각도가 없는 기판 위에 증착된 박막의 경우, 2차상인 pyrochlore 상을 포함하는 XRD 패턴을 보여주었다. $8^{\circ}$ 기판 위에 성장된 박막의 경우 실온에서 20$\mu$C/$\textrm{cm}^2$라는 높은 잔류분극 값을 보여주었다