Efeito da espessura nas propriedades dielétricas, ferroeletétricas e piezoelétricas de filmes finos de titanato de zinco-lead (PbZr0.52Ti0.48O3−PZT)

Filmes finos de titanato de zinco-lead (PbZr0.52Ti0.48O3−PZT) com diferentes espessuras foram depositados em substratos Pt(111)/Ti/SiO2/Si pelo método sol-gel. A fase perovskita única com textura (111) foi obtida nos filmes mais finos, enquanto que, com o aumento da espessura, os filmes mudaram para um estado altamente orientado (100). Também foi observado um aumento no tamanho médio dos grãos conforme a espessura do filme aumentava. As propriedades dielétricas, ferroeletétricas e piezoelétricas foram analisadas em função da espessura do filme e explicadas com base na orientação do filme, tamanho de grão, estrutura de domínio, movimento de parede de domínio e camadas de interface não comutáveis. Modelos de capacitor em série e paralelo foram utilizados para analisar a influência da camada de interface não comutável nas propriedades dielétricas e o efeito do bloqueio do substrato na resposta piezoelétrica microscópica à medida que a espessura do filme diminuía. A técnica de microscopia de força de varredura foi utilizada para estudar o efeito da espessura na piezo-resposta microscópica. Diferenças significativas entre as propriedades elétricas macroscópicas e microscópicas dos filmes foram observadas. Essas diferenças podem ser atribuídas a mudanças na camada de filme-eletrodo não comutável e estrutura de domínio.