Вышедшие номера
Эволюция токов утечки в структуре BiFeO3/TiO2(Nt)/Ti при кратковременном переключении высокого напряжения на низкое
Гаджиев Г.М.1, Рамазанов Ш.М.1, Зейналов Р.З.1, Эфендиева Т.Н.1, Абакарова Н.С.1
1Институт физики им. Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН, Махачкала, Россия
Email: ramazanv@mail.ru
Поступила в редакцию: 15 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 21 ноября 2025 г.
Принята к печати: 2 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.

В работе исследовано влияние величины и длительности предварительного поляризующего напряжения на релаксационные токи и вольт-амперные характеристики структуры BiFeO3/TiO2(Nt)Ti. Использовалась двухступенчатая схема: предварительная поляризация Upol=30-55 V (tpol=0.1-4 sec) и последующее измерительное напряжение Umeas=0.1-2 V, в интервале которого регистрировались токи релаксации J(t). Показано, что динамика I(t) и форма J-V-зависимостей существенно модифицируются параметрами Upol и tpol; наблюдаются максимумы тока, инверсия знака при низких напряжениях и N-образные ВАХ. Анализ зависимостей в координатах Шоттки, Пула-Френкеля и тока, ограниченного пространственным зарядом, показал доминирующий вклад механизмов Шоттки и токами ограниченные пространственным зарядом. По напряжению заполнения ловушек оценена концентрация кислородных вакансий, возрастающая при увеличении Upol, что согласуется с дрейфом и накоплением Vo у катода. Результаты демонстрируют, что контролируемая предварительная поляризация позволяет целенаправленно изменять проводимость структуры и оптимизировать рабочие режимы мемристивных элементов на основе BiFeO3. Ключевые слова: BiFeO3, эволюция токов утечки, нанотрубки, тонкие пленки, мемристор.
  1. D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, R.S. Williams. Nature 453, 80--83 (2008)
  2. J. Borghetti, G.S. Snider, P.J. Kuekes, J.J. Yang, D.R. Stewart, R.S. Williams. Nature 464, 873--876 (2010)
  3. J. Yang, D.B. Strukov, D.R. Stewart. Nature Nanotechnology 8, 13--24 (2013)
  4. A.Q. Jiang, C. Wang, K.J. Jin, X.B. Liu, J.F. Scott, C.S. Hwang, T.A. Tang, H.B. Lu, G.Z. Yang. Advanced Materials 23, 1277--1281 (2011)
  5. Z. Zhao, A. Abdelsamie, R. Guo, S. Shi, J. Zhao, W. Lin, K. Sun, J. Wang, J. Wang, X. Yan, J. Chen. Nano Research 15, 3, 2682--2688 (2022)
  6. J. Wu, J. Wang. Journal of Applied Physics 108, 094102 (2010)
  7. J. Wu, X. Lou, Y. Wang, J. Wang. Electrochemical and Solid-State Letters 13, G9--G11 (2009)
  8. F. Orudzhev, S. Ramazanov, D. Sobola, A. Isaev, C. Wang, A. Magomedova, M. Kadiev, K. Kaviyarasu. Nanomaterials 10, 2183 (2020)
  9. S. Ramazanov, F. Orudzhev, G. Gajiev, V. Holcman, R.S. Matos, H.D. da Fonseca Filho, S. Talu, D. Selimov. Applied Surface Science 158863 (2023)
  10. M.-T. Chentir, E. Bouyssou, L. Ventura, C. Anceau. Journal of Applied Physics 105, 061605 (2009)
  11. A.Q. Jiang, C. Wang, K.J. Jin, X.B. Liu, J.F. Scott, C.S. Hwang, T.A. Tang, H.B. Lu, G.Z. Yang. Advanced Materials 23, 1277--1281 (2011)
  12. Y. Podgorny, K. Vorotilov, A. Sigov. AIP Advances 6, 095025 (2016)
  13. Yu.V. Podgorny, A.N. Antonovich, K.A. Vorotilov, A.S. Sigov. Ferroelectrics 544, 82--87 (2019)
  14. S. Lancaster, P.D. Lomenzo, M. Engl, B. Xu, T. Mikolajick, U. Schroeder, S. Slesazeck. Frontiers in Nanotechnology 4, 939822 (2022)
  15. H. Zhu, Y. Yang, X. Meng, A. Jiang, Z. Bai, X. Zheng, L. Jin, C. Wang, S. Feng. Applied Physics Letters 112, 182904 (2018)
  16. Y. Yang, H. Zhu, D. Chu, K. Liu, Y. Zhang, M. Pei, S. Feng, L. Jin, C. Wang, J. Liu, R. Li, S. Wang. Journal of Physics D: Applied Physics 53, 115301 (2020)
  17. Г.М. Гаджиев, Ш.М. Рамазанов, Н.С. Абакарова, Т.Н. Эфендиева. ФТТ 66 (2), 259--265 (2024)
  18. В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников, Наука, М. (1977)
  19. F.-C. Chiu. Advances in Materials Science and Engineering 2014, 578168 (2014)