Данная работа посвящена исследованию структурных фазовых переходов тонких плёнок цирконата свинца (PbZrO3) толщиной 25, 50 и 200 нм и влияния толщины плёнки на её антисегнетоэлектрические свойства. Результаты эксперимента показали наличие единственного фазового перехода I рода, близкого ко II роду из антисегнетоэлектрического в параэлектрическое состояние для всех трёх плёнок. В тонких плёнках толщиной 25 нм и 50 нм величины интенсивности рефлексов Σ- и R-типа пропорциональны толщине плёнки, в то время как для плёнки 200 нм ожидаемая пропорциональность не наблюдается. Таким образом, интенсивность сверхструктурных искажений в тонких плёнках цирконата свинца растёт пропорционально толщине до критического значения толщины между 50 нм и 200 нм. Помимо количественного изменения интенсивности рефлексов Σ- и R-типа, картина рассеяния в тонких плёнках цирконата свинца качественно меняется с толщиной: к наблюдаемым в плёнке 25 нм рефлексам Σ- и R-типа при толщине 50 нм добавляются рефлексы out-of-plane М-типа, а при толщине 200 нм –S-типа, которые ранее в тонких плёнках цирконата свинца не наблюдались. Рефлексы несоразмерных структур и рефлексы in-plane M-типа не наблюдались ни в одной из плёнок. Полученные результаты в перспективе могут быть использованы при разработке новых энергозапасающих и запоминающих устройств.

The aim of this work is to study the structural phase transitions of thin films of lead zirconate (PbZrO3) with a thickness of 25, 50, and 200 nm and to study the effect of the film thickness on its antiferroelectric properties. As part of the study, a number of temperature experiments on wet-crystal X-ray diffraction were implemented, and a qualitative analysis of reciprocal space slices obtained using the CrysAlis application program was carried out. According to the results of the work, the presence of a single phase transition of the first order, close to the second, from the antiferroelectric to the paraelectric state was established for all three films. Separation of the thickest film from thinner ones was revealed: change in the nature of the temperature dependence of the intensity of the reflex; enrichment of the diffraction pattern with thickening of the film. Observation of the temperature dependences of the intensity of the Σ- and R-type reflections, characteristic of the antiferroelectric state of lead zirconate, showed a discrepancy between the expected proportionality of the intensity to the film thickness: proportionality is retained only for thinner films. According to a qualitative analysis of reciprocal space slices, it can be said that the diffraction pattern of the 200 nm film is distinguished not only by the high intensity of reflections, but also by the number of reflection types. To the reflections observed in the 25 nm film, first, at a thickness of 50 nm, M-type reflections are added, and at a thickness of 200 nm, out-of-plane M- and S-type reflections are added, the latter were not previously observed in epitaxial PbZrO3 samples. The results obtained are promising for future practical applications.

• СОДЕРЖАНИЕ
• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
  • 1.1. Сегнето- и антисегнетоэлектрики
  • 1.2. Структура цирконата свинца
  • 1.3. Структурные фазовые переходы
  • 1.4. Фазовые переходы цирконата свинца
  • 1.5. Сверхструктурные искажения
• ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
• ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА
  • 3.1. Монокристальная рентгеновская дифракция
  • 3.2. Проведение эксперимента
• ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ
  • 4.1. Реконструкция обратного пространства и анализ его срезов
  • 4.2. Анализ температурных зависимостей отдельных рефлексов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ