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Erschienen in: Journal of Electroceramics 1/2022

25.06.2022

Effect of metal electrodes on the steady-state leakage current in PZT thin film capacitors

verfasst von: Yury V. Podgorny, Alexander N. Antonovich, Alexey A. Petrushin, Alexander S. Sigov, Konstantin A. Vorotilov

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 1/2022

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Abstract

The ferroelectric Ir/PZT/Pt and Au/PZT/Pt capacitor structures are studied by the electron beam induced current (EBIC) technique and the steady-state current–voltage dependencies. EBIC data reveal the change in the local field at the PZT/metal interfaces caused by migration of oxygen vacancies \({V}_{o}^{**}\) under an action of applied electric field. Ir/PZT and Pt/PZT interfaces block \({V}_{o}^{**}\) movement causing their accumulation near the cathode interface. An electrons injection from the metal cathode to the PZT leads to formation of induced p–n junction. The steady-state leakage current in this case is well described by modified equation for the p-n diode, which considers an action of the counter electric field caused by electrons injection. In the case of transparent for oxygen vacancies Au/PZT cathode oxygen vacancies leave the PZT bulk and current–voltage dependence demonstrates a region of negative differential conductivity at high electric fields. The proposed p–n junction formalism can be used for engineering of PZT-based devices.

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Literatur
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Zurück zum Zitat N. Izyumskaya, Y.I. Alivov, S.J. Cho, H. Morkoç, H. Lee, Y.S. Kang, “Processing, structure, properties, and applications of PZT thin films,” Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 32(3–4), Taylor and Francis Inc., pp. 111–202 (2007). https://doi.org/10.1080/10408430701707347 N. Izyumskaya, Y.I. Alivov, S.J. Cho, H. Morkoç, H. Lee, Y.S. Kang, “Processing, structure, properties, and applications of PZT thin films,” Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 32(3–4), Taylor and Francis Inc., pp. 111–202 (2007). https://​doi.​org/​10.​1080/​1040843070170734​7
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26.
30.
Metadaten
Titel
Effect of metal electrodes on the steady-state leakage current in PZT thin film capacitors
verfasst von
Yury V. Podgorny
Alexander N. Antonovich
Alexey A. Petrushin
Alexander S. Sigov
Konstantin A. Vorotilov
Publikationsdatum
25.06.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 1/2022
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-022-00288-5