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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 6/2016

18.02.2016

Mechanical and electrical switching of local ferroelectric domains of K0.5Bi4.5Ti4O15 film

verfasst von: Hongyang Zhao, Kang Cai, Zhenxiang Cheng, Zhibin Ma, Hideo Kimura, Tingting Jia

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 6/2016

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Abstract

Ferroelectric/Piezoelectric K0.5Bi4.5Ti4O15 (KBT) film was fabricated by pulsed laser deposition method and confirmed by ferroelectric, dielectric measurements and local butterfly-type piezoresponse hysteresis loops. Importantly, ferroelectric domain switching by both electrical field and mechanical force in KBT film was demonstrated. The dark and bright contrast represents the PFM response of the up and down polarized domains, which can be written by a dc bias of ±12 V or a mechanical force of 40–50 nN. The successful demonstration of mechanical force switching of ferroelectric domain in KBT film other than electric field provides a novel mean for information storage and sensors.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat W. Ma, L.E. Cross, Strain-gradient-induced electric polarization in lead zirconate ceramics. Appl. Phys. Lett. 82, 3293–3295 (2003)CrossRef W. Ma, L.E. Cross, Strain-gradient-induced electric polarization in lead zirconate ceramics. Appl. Phys. Lett. 82, 3293–3295 (2003)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat H. Lu et al., Mechanical writing of ferroelectric polarization. Science 336(6077), 59–61 (2010)CrossRef H. Lu et al., Mechanical writing of ferroelectric polarization. Science 336(6077), 59–61 (2010)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat D.J. Kim et al., Room-temperature ferroelectricity in hexagonal TbMnO3 thin films. Adv. Mater. 26(45), 7660–7665 (2014)CrossRef D.J. Kim et al., Room-temperature ferroelectricity in hexagonal TbMnO3 thin films. Adv. Mater. 26(45), 7660–7665 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. Hehn et al., Nanoscale magnetic domains in mesoscopic magnets. Science 272(5269), 1782–1785 (1996)CrossRef M. Hehn et al., Nanoscale magnetic domains in mesoscopic magnets. Science 272(5269), 1782–1785 (1996)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Y. Geng et al., Colletive magnetism at multiferroic vortex domain walls. Nano Lett. 12(12), 6055–6059 (2012)CrossRef Y. Geng et al., Colletive magnetism at multiferroic vortex domain walls. Nano Lett. 12(12), 6055–6059 (2012)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat G. Catalan et al., Fractal dimension and size scaling of domains in thin films of multiferroic BiFeO3. Phys. Rev. Lett. 100, 027602 (2008)CrossRef G. Catalan et al., Fractal dimension and size scaling of domains in thin films of multiferroic BiFeO3. Phys. Rev. Lett. 100, 027602 (2008)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Y. Heo et al., Nanoscale mechanical softening of morphotropic BiFeO3. J. Adv. Mater. 26(45), 7568–7572 (2014)CrossRef Y. Heo et al., Nanoscale mechanical softening of morphotropic BiFeO3. J. Adv. Mater. 26(45), 7568–7572 (2014)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat H.Y. Zhao et al., Large magnetoelectric coupling in magnetically short-range ordered Bi5Ti3FeO15 film. Sci. Rep. 4, 5255 (2014) H.Y. Zhao et al., Large magnetoelectric coupling in magnetically short-range ordered Bi5Ti3FeO15 film. Sci. Rep. 4, 5255 (2014)
9.
Zurück zum Zitat Y. Noguchi et al., Ferroelectric polarization and piezoelectric properties of layer-structured K0.5Bi4.5Ti4O15 single crystals. Appl. Phys. Lett. 93, 032904 (2008)CrossRef Y. Noguchi et al., Ferroelectric polarization and piezoelectric properties of layer-structured K0.5Bi4.5Ti4O15 single crystals. Appl. Phys. Lett. 93, 032904 (2008)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat H. Yan et al., A lead-free high-Curie-point ferroelectric ceramic, CaBi2Nb2O9. Adv. Mater. 17(10), 1261–1265 (2005)CrossRef H. Yan et al., A lead-free high-Curie-point ferroelectric ceramic, CaBi2Nb2O9. Adv. Mater. 17(10), 1261–1265 (2005)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Z.X. Cheng et al., Lead-free potassium bismuth titanate thin film with complex Aurivillius layer structure. J. Appl. Phys. 107, 084105 (2010)CrossRef Z.X. Cheng et al., Lead-free potassium bismuth titanate thin film with complex Aurivillius layer structure. J. Appl. Phys. 107, 084105 (2010)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Dalhyun Do et al., Fabrication of c-axis-oriented K0.5Bi4.5Ti4O15 ferroelectric thin films by using chemical Solution deposition. J. Korean Phys. Soc. 58(3), 560–564 (2011) Dalhyun Do et al., Fabrication of c-axis-oriented K0.5Bi4.5Ti4O15 ferroelectric thin films by using chemical Solution deposition. J. Korean Phys. Soc. 58(3), 560–564 (2011)
13.
Zurück zum Zitat J. Zeng et al., Ferroelectric and piezoelectric properties of vanadium-doped CaBi4Yi4O15 ceramics. Mater. Sci. Eng., B 117, 241–245 (2005)CrossRef J. Zeng et al., Ferroelectric and piezoelectric properties of vanadium-doped CaBi4Yi4O15 ceramics. Mater. Sci. Eng., B 117, 241–245 (2005)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M.V. Gelfuso et al., Synthesis and structural, ferroelectric, and piezoelectric properties of SrBi4Ti4O15 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 82(9), 2368–2372 (1999)CrossRef M.V. Gelfuso et al., Synthesis and structural, ferroelectric, and piezoelectric properties of SrBi4Ti4O15 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 82(9), 2368–2372 (1999)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat I. Horcas et al., WSXM: a software for scanning probe microscopy and a tool for nanotechnology. Rev. Sci. Instrum. 78, 013705 (2007)CrossRef I. Horcas et al., WSXM: a software for scanning probe microscopy and a tool for nanotechnology. Rev. Sci. Instrum. 78, 013705 (2007)CrossRef
Metadaten
Titel
Mechanical and electrical switching of local ferroelectric domains of K0.5Bi4.5Ti4O15 film
verfasst von
Hongyang Zhao
Kang Cai
Zhenxiang Cheng
Zhibin Ma
Hideo Kimura
Tingting Jia
Publikationsdatum
18.02.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 6/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4467-8

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