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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 12/2015

02.09.2015

Effects of excess Bi on structure and electrical properties of BiFeO3 thin films deposited on indium tin oxide substrate using sol–gel method

verfasst von: Xiaobin Xie, Shiju Yang, Fengqing Zhang, Suhua Fan, Quande Che, Cuijuan Wang, Xiaodong Guo, Liping Zhang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 12/2015

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Abstract

As a kind of potential unleaded multiferroic material, BiFeO3 (BFO) is expected to be used instead of Pb(Zr,Ti)O3 in high density ferroelectric random access memories. Bi1+xFeO3 (x = 0, 5, 10, 15 and 30 %) thin films deposited on indium tin oxide/glass substrate were successfully fabricated using sol–gel method, spin coating and layer by layer technique. The XRD and SEM analysis indicated that the orientation of BFO thin films is sensitive to the content of excess bismuth. Both sense surface and suppression of impurity phases were realized in the BFOx=10% thin films. Adding appropriately excess Bi can cover the volatilization of Bi2O3 during the thermal treatment. Leakage current density and P–E hysteresis loop demonstrate that x = 10 % is the best excess Bi content. BFOx=10% thin films has a minimum current density of 7.8 × 10−9A/cm2 at applied electric field of 600 kV/cm, a maximum remnant polarization 71.18 μC/cm2 with a coercive field of 412.52 kV/cm at measured electric field value of 1213 kV/cm, and a largest dielectric constant 208 with a relatively lower dielectric loss of 0.042 at applied frequency of 105 Hz, of which the current conduction mechanisms are Ohmic conduction and grain boundary limited conduction.

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Metadaten
Titel
Effects of excess Bi on structure and electrical properties of BiFeO3 thin films deposited on indium tin oxide substrate using sol–gel method
verfasst von
Xiaobin Xie
Shiju Yang
Fengqing Zhang
Suhua Fan
Quande Che
Cuijuan Wang
Xiaodong Guo
Liping Zhang
Publikationsdatum
02.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 12/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3693-9

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