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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2017

17.11.2016

Enhanced electrical characteristics of sol–gel-derived amorphous SrTiO3 films

verfasst von: Manwen Yao, Fei Li, Yong Peng, Jianwen Chen, Zhen Su, Xi Yao

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2017

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Abstract

Amorphous SrTiO3 thin films were fabricated on Pt (100)/Ti/SiO2/Si substrates by sol–gel and spin-coating technology and their surface and cross-section morphology were characterized by using field emission scanning electron microscopy. A broad absorption band at about 3390 cm−1 owing to the stretching vibrations of hydroxyl groups in the absorbed water was observed from fourier transform infrared spectroscopy. JE measurements were used to investigate the electrical characteristics of SrTiO3 films. The breakdown characteristics and leakage current are strongly dependent upon their electrode materials. SrTiO3 films with Al top electrodes exhibit significantly higher breakdown strength and much lower leakage current than those with Au top electrodes. Moreover, samples with Al electrodes exhibit distinct electrical characteristics when a negative voltage was applied under different testing conditions. The surface chemical state of aluminum was analyzed by using X-ray photoelectron spectroscopy, indicating that the 45 nm thick Al electrode was completely transformed into aluminum oxide layer when a positive voltage was applied. These results show that the anodic oxidation of the Al electrodes and films is suggested to be responsible for the enhanced electrical characteristics of SrTiO3 thin films.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Z. Wang, M. Cao, Z. Yao, Z. Song, G. Li, W. Hu, H. Hao, H. Liu, Ceram. Int. 40, 14127 (2014)CrossRef Z. Wang, M. Cao, Z. Yao, Z. Song, G. Li, W. Hu, H. Hao, H. Liu, Ceram. Int. 40, 14127 (2014)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat G.-F. Zhang, H. Liu, Z. Yao, M. Cao, H. Hao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 2726 (2015) G.-F. Zhang, H. Liu, Z. Yao, M. Cao, H. Hao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 2726 (2015)
3.
Zurück zum Zitat K. Ueno, S. Nakamura, H. Shimotani, A. Ohtomo, N. Kimura, T. Nojima, H. Aoki, Y. Iwasa, M. Kawasaki, Nat. Mater. 7, 855 (2008)CrossRef K. Ueno, S. Nakamura, H. Shimotani, A. Ohtomo, N. Kimura, T. Nojima, H. Aoki, Y. Iwasa, M. Kawasaki, Nat. Mater. 7, 855 (2008)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat G.D. Wilk, R.M. Wallace, J.M. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001)CrossRef G.D. Wilk, R.M. Wallace, J.M. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat H. Yan, T. Jo, H. Okuzaki, Coll. Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 346, 99 (2009)CrossRef H. Yan, T. Jo, H. Okuzaki, Coll. Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 346, 99 (2009)CrossRef
6.
7.
Zurück zum Zitat J.M. Schneider, B. Hjörvarsson, X. Wang, L. Hultman, Appl. Phys. Lett. 75, 3476 (1999)CrossRef J.M. Schneider, B. Hjörvarsson, X. Wang, L. Hultman, Appl. Phys. Lett. 75, 3476 (1999)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat W. Lee, J.H. Han, W. Jeon, Y.W. Yoo, S.W. Lee, S.K. Kim, C.-H. Ko, C. Lansalot-Matras, C.S. Hwang, Chem. Mater. 25, 953 (2013)CrossRef W. Lee, J.H. Han, W. Jeon, Y.W. Yoo, S.W. Lee, S.K. Kim, C.-H. Ko, C. Lansalot-Matras, C.S. Hwang, Chem. Mater. 25, 953 (2013)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D. Bao, X. Yao, N. Wakiya, K. Shinozaki, N. Mizutani, Appl. Phys. Lett. 79, 3767 (2001)CrossRef D. Bao, X. Yao, N. Wakiya, K. Shinozaki, N. Mizutani, Appl. Phys. Lett. 79, 3767 (2001)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat K. Morito, T. Suzuki, M. Fujimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1310 (2001)CrossRef K. Morito, T. Suzuki, M. Fujimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1310 (2001)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat X. Wang, X. Lu, Y. Weng, W. Cai, X. Wu, Y. Liu, F. Huang, J. Zhu, Solid State Commun. 150, 267 (2010)CrossRef X. Wang, X. Lu, Y. Weng, W. Cai, X. Wu, Y. Liu, F. Huang, J. Zhu, Solid State Commun. 150, 267 (2010)CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat C.C. Huang, C.H. Cheng, C.W. Lin, L.M. Chang, J. Electrochem. Soc. 157, H624 (2010)CrossRef C.C. Huang, C.H. Cheng, C.W. Lin, L.M. Chang, J. Electrochem. Soc. 157, H624 (2010)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J.-H. Ahn, J.-Y. Kim, S.-J. Jeong, S.-H. Kwon, Mater. Res. Bull. 64, 1 (2015)CrossRef J.-H. Ahn, J.-Y. Kim, S.-J. Jeong, S.-H. Kwon, Mater. Res. Bull. 64, 1 (2015)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat C.B. Kaynak, N. Lukosius, B. Tillack, C. Wenger, T. Blomberg, G. Ruhl, Microelectron. Eng. 88, 1521 (2011)CrossRef C.B. Kaynak, N. Lukosius, B. Tillack, C. Wenger, T. Blomberg, G. Ruhl, Microelectron. Eng. 88, 1521 (2011)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M. Lukosius, C. Wenger, T. Blomberg, G. Ruhl, J. Vac. Sci. Technol., B 31, 01A102 (2013)CrossRef M. Lukosius, C. Wenger, T. Blomberg, G. Ruhl, J. Vac. Sci. Technol., B 31, 01A102 (2013)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat R. Xu, M. Shen, S. Ge, Z. Gan, W. Cao, Thin Solid Films 406, 113 (2002)CrossRef R. Xu, M. Shen, S. Ge, Z. Gan, W. Cao, Thin Solid Films 406, 113 (2002)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat M. Kahn, C. Vallée, E. Defay, C. Dubourdieu, M. Bonvalot, S. Blonkowski, J.-S. Plaussu, P. Garrec, Y. Baron, Microelectron. Reliab. 47, 773 (2007)CrossRef M. Kahn, C. Vallée, E. Defay, C. Dubourdieu, M. Bonvalot, S. Blonkowski, J.-S. Plaussu, P. Garrec, Y. Baron, Microelectron. Reliab. 47, 773 (2007)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat K.C. Chiang, C.C. Huang, H.C. Pan, C.N. Hsiao, J.W. Lin, I.J. Hsieh, C.H. Cheng, C.P. Chou, H.L. Hwang, S.P. McAlister, J. Electrochem. Soc. 154, G54 (2007)CrossRef K.C. Chiang, C.C. Huang, H.C. Pan, C.N. Hsiao, J.W. Lin, I.J. Hsieh, C.H. Cheng, C.P. Chou, H.L. Hwang, S.P. McAlister, J. Electrochem. Soc. 154, G54 (2007)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat R.M. Fleming, D.V. Lang, C.D.W. Jones, M.L. Steigerwald, D.W. Murphy, G.B. Alers, Y.-H. Wong, R.B. van Dover, J.R. Kwo, A.M. Sergent, J. Appl. Phys. 88, 850 (2000)CrossRef R.M. Fleming, D.V. Lang, C.D.W. Jones, M.L. Steigerwald, D.W. Murphy, G.B. Alers, Y.-H. Wong, R.B. van Dover, J.R. Kwo, A.M. Sergent, J. Appl. Phys. 88, 850 (2000)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat G. Yip, J. Qiu, W.T. Ng, Z.H. Lu, Appl. Phys. Lett. 92, 122911 (2008)CrossRef G. Yip, J. Qiu, W.T. Ng, Z.H. Lu, Appl. Phys. Lett. 92, 122911 (2008)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat K. Xu, M. Yao, J. Chen, P. Zou, Y. Peng, F. Li, X. Yao, J. Alloys Compd. 653, 7 (2015)CrossRef K. Xu, M. Yao, J. Chen, P. Zou, Y. Peng, F. Li, X. Yao, J. Alloys Compd. 653, 7 (2015)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat N. Klein, I.E.E.E. Trans, Electron Devices 13, 788 (1996) N. Klein, I.E.E.E. Trans, Electron Devices 13, 788 (1996)
24.
Zurück zum Zitat B. Hu, M. Yao, R. Xiao, J. Chen, X. Yao, Appl. Phys. Lett. 105, 033902 (2014)CrossRef B. Hu, M. Yao, R. Xiao, J. Chen, X. Yao, Appl. Phys. Lett. 105, 033902 (2014)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat K. Kamada, Y. Tsutsumi, S. Yamashita, Y. Matsumoto, J. Solid State Chem. 177, 189 (2004)CrossRef K. Kamada, Y. Tsutsumi, S. Yamashita, Y. Matsumoto, J. Solid State Chem. 177, 189 (2004)CrossRef
26.
27.
Zurück zum Zitat K. Watanabe, M. Sakairi, H. Takahashi, S. Hirai, S. Yamaguchi, J. Electroanal. Chem. 473, 250 (1999)CrossRef K. Watanabe, M. Sakairi, H. Takahashi, S. Hirai, S. Yamaguchi, J. Electroanal. Chem. 473, 250 (1999)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat H.J. de Wit, C. Wijenberg, C. Crevecoeur, J. Electrochem. Soc. 123, 1479 (1976)CrossRef H.J. de Wit, C. Wijenberg, C. Crevecoeur, J. Electrochem. Soc. 123, 1479 (1976)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat J. Chen, M. Yao, R. Xiao, P. Yang, B. Hu, X. Yao, Rev. Sci. Instrum. 85, 094101 (2014)CrossRef J. Chen, M. Yao, R. Xiao, P. Yang, B. Hu, X. Yao, Rev. Sci. Instrum. 85, 094101 (2014)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat S.H. Hosseini, P. Zamani, S.Y. Mousavi, J. Alloys Compd. 644, 423 (2015)CrossRef S.H. Hosseini, P. Zamani, S.Y. Mousavi, J. Alloys Compd. 644, 423 (2015)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat B. Hu, M. Yao, R. Xiao, J. Chen, X. Yao, Ceram. Int. 40, 14133 (2014)CrossRef B. Hu, M. Yao, R. Xiao, J. Chen, X. Yao, Ceram. Int. 40, 14133 (2014)CrossRef
34.
35.
Zurück zum Zitat C. Chen, W. Zhu, T. Yu, X. Chen, X. Yao, R. Gopal, Krishnan. Surf. Coat. Technol. 167, 245 (2003)CrossRef C. Chen, W. Zhu, T. Yu, X. Chen, X. Yao, R. Gopal, Krishnan. Surf. Coat. Technol. 167, 245 (2003)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat M. Yao, J. Chen, Z. Su, Y. Peng, P. Zou, X. Yao, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 11100 (2016)CrossRef M. Yao, J. Chen, Z. Su, Y. Peng, P. Zou, X. Yao, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 11100 (2016)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat M. Pashchanka, S. Yadav, T. Cottre, J.J. Schneider, Nanoscale 6, 12877 (2014)CrossRef M. Pashchanka, S. Yadav, T. Cottre, J.J. Schneider, Nanoscale 6, 12877 (2014)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat P.S. Bagus, G. Pacchioni, F. Parmigiani, Phys. Rev. B 43, 5172 (1991)CrossRef P.S. Bagus, G. Pacchioni, F. Parmigiani, Phys. Rev. B 43, 5172 (1991)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat C. Chen, S.J. Splinter, T. Do, N.S. Mclntyre, Surf. Sci. 382, L652 (1997)CrossRef C. Chen, S.J. Splinter, T. Do, N.S. Mclntyre, Surf. Sci. 382, L652 (1997)CrossRef
Metadaten
Titel
Enhanced electrical characteristics of sol–gel-derived amorphous SrTiO3 films
verfasst von
Manwen Yao
Fei Li
Yong Peng
Jianwen Chen
Zhen Su
Xi Yao
Publikationsdatum
17.11.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-6018-8

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