Влияние временных параметров электрического воздействия на поляризационный и зарядовый отклик гетероструктуры BiFeO3/TiO2(Nt)/Ti
Гаджиев Г.М.1, Алиев А.Р.1, Эфендиева Т.Н.1, Абакарова Н.С.1, Рамазанов Ш.М.1
1Институт физики им. Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН, Махачкала, Россия

Email: hadzhygm@mail.ru, amilaliev@rambler.ru, efendieva.tanya@yandex.ru, abakarova_naida@mail.ru, ramazanv@mail.ru
Поступила в редакцию: 7 сентября 2026 г.
В окончательной редакции: 17 октября 2026 г.
Принята к печати: 19 октября 2026 г.
Выставление онлайн: 16 ноября 2026 г.
Исследовано влияние временных параметров электрического воздействия на поляризационный и зарядовый отклик гетероструктуры BiFeO3/TiO2(Nt)/Ti. Поляризационные характеристики измерялись при различных амплитудах напряжения, временах выдержки tdelay в каждой точке развертки и интервалах tbetween между последовательными импульсами в модифицированной PUND-последовательности. Установлено, что увеличение tbetween приводит к релаксации состояния, сформированного предыдущим поляризующим импульсом, тогда как увеличение tdelay сопровождается существенным ростом измеряемого заряда непосредственно под действием приложенного напряжения. Для одной полярности временная зависимость разности поляризационного отклика удовлетворительно описывается растянутой экспоненциальной функцией с характерными временами порядка 3-4 s, тогда как для противоположной полярности наблюдается логарифмическая эволюция с характерным временным масштабом порядка 0.2 s. При больших значениях tdelay измеряемая эффективная плотность заряда достигает величин, значительно превышающих характерный масштаб собственной сегнетоэлектрической поляризации BiFeO3, что указывает на существенный вклад процессов переноса, захвата и перераспределения носителей заряда. Полученные результаты показывают, что электрический отклик гетероструктуры определяется совместной динамикой поляризационной и зарядовой подсистем и существенно зависит от длительности и временной последовательности приложенного напряжения. Ключевые слова: BiFeO3, эволюция поляризации, инжекция заряда, тонкие пленки.
- J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh. Science 299, 5613, 1719 (2003). DOI: 10.1126/science.1080615
- G. Catalan, J.F. Scott. Adv. Mater. 21, 24, 2463 (2009). DOI: 10.1002/adma.200802849
- J.C. Yang, Q. He, P. Yu, Y.H. Chu. Annu. Rev. Mater. Res. 45, 249 (2015). DOI: 10.1146/annurev-matsci-070214-020837
- Y.C. Chen, C.H. Ko, Y.C. Huang, J.C. Yang, Y.H. Chu. J. Appl. Phys. 112, 5, 052017 (2012). DOI: 10.1063/1.4746077
- J.X. Gu, K.J. Jin, C. Ge, C. Ma, G.Z. Yang. AIP Adv. 6, 1, 015220 (2016). DOI: 10.1063/1.4941359
- A.K. Tagantsev, I. Stolichnov, N. Setter, J.S. Cross. J. Appl. Phys. 96, 11, 6616 (2004). DOI: 10.1063/1.1805190
- A.Q. Jiang, X.B. Liu, Q. Zhang. Appl. Phys. Lett. 99, 14, 142905 (2011). DOI: 10.1063/1.3647577
- X.B. Liu, N.F. Ding, A.Q. Jiang, P.X. Yang. Appl. Phys. Lett. 100, 13, 132901 (2012). DOI: 10.1063/1.3697989
- M. Coll, J. Gzquez, I. Fina, Z. Khayat, A. Quindeau, M. Alexe, M. Varela, S. Trolier-McKinstry, X. Obradors, T. Puig. Chem. Mater. 27, 18, 6322 (2015). DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b02093
- M. Puttaswamy, M. Vehkamaki, K. Kukli, M.C. Dimri, M. Kemell, T. Hatanpaa, M.J. Heikkila, K. Mizohata, R. Stern, M. Ritala, M. Leskel\:a. Thin Solid Films 611, 78 (2016). DOI: 10.1016/j.tsf.2016.05.006
- S. Ramazanov, F. Orudzhev, G. Gajiev. Surfaces 7, 1, 1 (2024). DOI: 10.3390/surfaces7010001
- S. Lancaster, P.D. Lomenzo, M. Engl, B. Xu, T. Mikolajick, U. Schroeder, S. Slesazeck. Front. Nanotechnol. 4, 939822 (2022). DOI: 10.3389/fnano.2022.939822
- F. Orudzhev, S. Ramazanov, D. Sobola, A. Isaev, C. Wang, A. Magomedova, M. Kadiev, K. Kaviyarasu. Nanomaterials 10, 11, 2183 (2020). DOI: 10.3390/nano10112183
- Г.М. Гаджиев, Ш.М. Рамазанов, Н.С. Абакарова, Т.Н. Эфендиева. ФТТ 66, 2, 259 (2024). DOI: 10.61011/FTT.2024.02.57249.227