Nanoscale observation of time-dependent domain wall pinning as the origin of polarization fatigue

Advanced Functional Materials

Volumn 22, Issue 11, 2012, Pages 2310-2317

  Yang, Sang Mo ^a   Kim, Tae Heon ^a   Yoon, Jong Gul ^b   Noh, Tae Won ^a  

^a Seoul National University   (South Korea)

^b Suwon University   (South Korea)

Author keywords

domain wall pinning; fatigue; ferroelectrics; piezoresponse force microscopy

Indexed keywords

DOMAIN GROWTH; DOMAIN NUCLEATION; DOMAIN-WALL PINNING; ELECTRICAL CYCLING; FATIGUE MODEL; FORCE MICROSCOPY; MICROSCOPIC MECHANISMS; NANO SCALE; NANOSCALE DOMAIN; NUCLEATION INHIBITION; PIEZORESPONSE FORCE MICROSCOPY; POLARIZATION FATIGUE; POLARIZATION SWITCHING; SWITCHABLE POLARIZATION; SWITCHING TIME; TIME-DEPENDENT;

DYNAMICS; FATIGUE OF MATERIALS; FERROELECTRIC MATERIALS; NUCLEATION; POLARIZATION;

NANOTECHNOLOGY;

EID: 84861800024     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201102685     Document Type: Article

References (42)

1. C. H. Ahn, K. M. Rabe, J. M. Triscone, Science 2004, 303, 488.
2. M. E. Lines, A. M. Glass, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials, Clarendon Press, Oxford 1977.
3. J. F. Scott, Ferroelectric memories, Springer, Berlin 2000.
4. S. Mathews, R. Ramesh, T. Venkatesan, J. Benedetto, Science 1997, 276, 238.
5. V. Garcia, S. Fusil, K. Bouzehouane, S. Enouz-Vedrenne, N. D. Mathur, A. Barthelemy, M. Bibes, Nature 2009, 460, 81.
6. A. Gruverman, D. Wu, H. Lu, Y. Wang, H. W. Jang, C. M. Folkman, M. Y. Zhuravlev, D. Felker, M. Rzchowski, C. B. Eom, E. Y. Tsymbal, Nano Lett. 2009, 9, 3539.
7. P. Maksymovych, S. Jesse, P. Yu, R. Ramesh, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, Science 2009, 324, 1421.
8. A. K. Tagantsev, I. Stolichnov, E. L. Colla, N. Setter, J. Appl. Phys. 2001, 90, 1387.
9. X. J. Lou, J. Appl. Phys. 2009, 105, 024101.
10. W. J. Merz, J. R. Anderson, Bell Lab. Rec. 1955, 33, 335.
11. B. H. Park, B. S. Kang, S. D. Bu, T. W. Noh, J. Lee, W. Jo, Nature 1999, 401, 682.
12. C. A. P. de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, J. F. Scott, Nature 1995, 374, 627.
13. D.-H. Do, P. G. Evans, E. D. Isaacs, D. M. Kim, C. B. Eom, E. M. Dufresne, Nat. Mater. 2004, 3, 365.
14. S.-H. Baek, C. M. Folkman, J.-W. Park, S. Lee, C.-W. Bark, T. Tybell, C.-B. Eom, Adv. Mater. 2011, 23, 1621.
15. J. F. Scott, M. Dawber, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 3801.
16. M. Dawber, J. F. Scott, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 1060.
17. C. Brennan, Ferroelectrics 1993, 150, 199.
18. E. L. Colla, D. V. Taylor, A. K. Tagantsev, N. Setter, Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2478.
19. A. M. Bratkovsky, A. P. Levanyuk, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 3177.
20. P. K. Larsen, G. J. M. Dormans, D. J. Taylor, P. J. van Veldhoven, J. Appl. Phys. 1994, 76, 2405.
21. X. J. Lou, M. Zhang, S. A. T. Redfern, J. F. Scott, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 177601.
22. W. Warren, D. Dimos, B. Tuttle, R. Nasby, G. Pike, Appl. Phys. Lett. 1994, 65, 1018.
23. A. Gruverman, O. Auciello, H. Tokumoto, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3191.
24. E. L. Colla, S. Hong, D. V. Taylor, A. K. Tagantsev, N. Setter, K. No, Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2763.
25. E. L. Colla, I. Stolichnov, P. E. Bradely, N. Setter, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1604.
26. H. W. Jang, S. H. Baek, D. Ortiz, C. M. Folkman, C. B. Eom, Y. H. Chu, P. Shafer, R. Ramesh, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 062910.
27. S. M. Yang, J.-G. Yoon, T. W. Noh, Curr. Appl. Phys. 2011, 11, 1111.
28. A. Gruverman, A. Kholkin, Rep. Prog. Phys. 2006, 69, 2443.
29. N. Balke, I. Bdikin, S. V. Kalinin, A. L. Kholkin, J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92, 1629.
30. D. J. Kim, J. Y. Jo, T. H. Kim, S. M. Yang, B. Chen, Y. S. Kim, T. W. Noh, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 132903.
31. S. M. Yang, J. Y. Jo, D. J. Kim, H. Sung, T. W. Noh, H. N. Lee, J.-G. Yoon, T. K. Song, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 252901.
32. T. H. Kim, S. H. Baek, S. M. Yang, S. Y. Jang, D. Ortiz, T. K. Song, J. S. Chung, C. B. Eom, T. W. Noh, J.-G. Yoon, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 262902.
33. S. M. Yang, J. W. Heo, H. N. Lee, T. K. Song, J. G. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 2009, 55, 820.
34. S. Zhukov, Y. A. Genenko, O. Hirsch, J. Glaum, T. Granzow, H. von Seggern, Phys. Rev. B 2010, 82, 014109.
35. M. Dawber, K. M. Rabe, J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 1083.
36. N. Balke, M. Gajek, A. K. Tagantsev, L. W. Martin, Y.-H. Chu, R. Ramesh, S. V. Kalinin, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3466.
37. N. M. Murari, S. Hong, H. N. Lee, R. S. Katiyar, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 052904.
38. S. Jesse, B. J. Rodriguez, S. Choudhury, A. P. Baddorf, I. Vrejoiu, D. Hesse, M. Alexe, E. A. Eliseev, A. N. Morozovska, J. Zhang, L. Q. Chen, S. V. Kalinin, Nat. Mater. 2008, 7, 209.
39. S. Hong, E. L. Colla, E. Kim, D. V. Taylor, A. K. Tagantsev, P. Muralt, K. No, N. Setter, J. Appl. Phys. 1999, 86, 607.
40. Y. Ishibashi, Y. Takagi, J. Phys. Soc. Jpn. 1971, 31, 506.
41. Y. W. So, D. J. Kim, T. W. Noh, J.-G. Yoon, T. K. Song, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 092905.
42. I. Horcas, R. Fernandez, J. M. Gomez-Rodriguez, J. Colchero, J. Gomez-Herrero, A. M. Baro, Rev. Sci. Instrum. 2007, 78, 013705.