Active control of ferroelectric switching using defect-dipole engineering

Advanced Materials

Volumn 24, Issue 48, 2012, Pages 6490-6495

  Lee, Daesu ^a   Jeon, Byung Chul ^a   Baek, Seung Hyub ^c   Yang, Sang Mo ^a   Shin, Yeong Jae ^a   Kim, Tae Heon ^a   Kim, Yong Su ^a   Yoon, Jong Gul ^b   Eom, Chang Beom ^c   Noh, Tae Won ^a  

^a Seoul National University   (South Korea)

^b Suwon University   (South Korea)

^c UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

defect engineering; ferroelectrics; nonvolatile memory; piezoresponse force microscopy

Indexed keywords

ACTIVE CONTROL; DEFECT DIPOLES; DEFECT ENGINEERING; DIPOLAR INTERACTION; FERROELECTRIC PROPERTY; FERROELECTRIC SWITCHING; MULTILEVEL DATA; NON-VOLATILE MEMORIES; PIEZORESPONSE FORCE MICROSCOPY; POLARIZATION SWITCHING;

DEFECTS; FERROELECTRICITY;

FERROELECTRIC MATERIALS;

BISMUTH; FERRIC ION;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRICITY;

BISMUTH; ELECTRICITY; FERRIC COMPOUNDS;

EID: 84871267611     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201203101     Document Type: Article

References (35)

1. J. F. Scott, Science 2007, 315, 954.
2. J. F. Scott, C. A. P. De Araujo, Science 1989, 246, 1400.
3. M. E. Lines, A. M. Glass, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials, Clarendon, Oxford 1977.
4. M. Dawber, K. M. Rabe, J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 1083.
5. V. Garcia, S. Fusil, K. Bouzehouane, S. Enouz-Vedrenne, N. D. Mathur, A. Barthelemy, M. Bibes, Nature 2009, 460, 81.
6. V. Garcia, M. Bibes, L. Bocher, S. Valencia, F. Kronast, A. Crassous, X. Moya, S. Enouz-Vedrenne, A. Gloter, D. Imhoff, C. Deranlot, N. D. Mathur, S. Fusil, K. Bouzehouane, A. Barthélémy, Science 2010, 327, 1106.
7. P. Maksymovych, S. Jesse, P. Yu, R. Ramesh, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, Science 2009, 324, 1421.
8. H. Zheng, J. Wang, S. E. Lofland, Z. Ma, L. Mohaddes-Ardabili, T. Zhao, L. Salamanca-Riba, S. R. Shinde, S. B. Ogale, F. Bai, D. Viehland, Y. Jia, D. G. Schlom, M. Wuttig, A. Roytburd, R. Ramesh, Science 2004, 303, 661.
9. Y.-H. Chu, L. W. Martin, M. B. Holcomb, M. Gajek, S.-J. Han, Q. He, N. Balke, C.-H. Yang, D. Lee, W. Hu, Q. Zhan, P.-L. Yang, A. Fraile- Rodríguez, A. Scholl, S. X. Wang, R. Ramesh, Nat. Mater. 2008, 7, 478.
10. T. Choi, S. Lee, Y. J. Choi, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong, Science 2009, 324, 63.
11. D. Li, M. H. Zhao, J. Garra, A. M. Kolpak, A. M. Rappe, D. A. Bonnell, J. M. Vohs, Nat. Mater. 2008, 7, 473.
12. 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.
13. P. Maksymovych, N. Balke, S. Jesse, M. Huijben, R. Ramesh, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, J. Mater. Sci. 2009, 44, 5095.
14. C. T. Nelson, P. Gao, J. R. Jokisaari, C. Heikes, C. Adamo, A. Melville, S.-H. Baek, C. M. Folkman, B. Winchester, Y. Gu, Y. Liu, K. Zhang, E. Wang, J. Li, L.-Q. Chen, C.-B. Eom, D. G. Schlom, X. Pan, Science 2011, 334, 968.
15. P. Gao, C. T. Nelson, J. R. Jokisaari, S.-H. Baek, C. W. Bark, Y. Zhang, E. Wang, D. G. Schlom, C.-B. Eom, X. Pan, Nat. Commun. 2011, 2, 591.
16. X. B. Ren, Nat. Mater. 2004, 3, 91.
17. W. L. Warren, D. Dimos, G. E. Pike, B. A. Tuttle, M. V. Raymond, R. Ramesh, J. T. Evans, Appl. Phys. Lett. 1995, 67, 866.
18. G. Arlt, H. Neumann, Ferroelectrics 1988, 87, 109.
19. C. M. Folkman, S. H. Baek, C. T. Nelson, H. W. Jang, T. Tybell, X. Q. Pan, C. B. Eom, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 052903.
20. D. Lee, A. Yoon, S. Y. Jang, J.-G. Yoon, J.-S. Chung, M. Kim, J. F. Scott, T. W. Noh, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 057602.
21. R. Metselaar, P. K. Larsen, J. Phys. Chem. Solids 1976, 37, 599.
22. L. Chen, X. M. Xiong, H. Meng, P. Lv, J. X. Zhang, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 071916.
23. 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 2003, 299, 1719.
24. G. Catalan, J. F. Scott, Adv. Mater. 2009, 21, 2463.
25. P. Paruch, J.-M. Triscone, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 162907.
26. S. V. Kalinin, D. A. Bonnell, Phys. Rev. B 2002, 65, 125408.
27. 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.
28. A. Gruverman, D. Wu, J. F. Scott, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 097601.
29. D. Lee, S. M. Yang, T. H. Kim, B. C. Jeon, Y. S. Kim, J.-G. Yoon, H. N. Lee, S. H. Baek, C. B. Eom, T. W. Noh, Adv. Mater. 2012, 24, 402.
30. V. Garcia, M. Bibes, Nature 2012, 483, 279.
31. K. R. Raiter, B. F. Cockburn, Proceedings of the IEEE International Workshop on Memory Technology, Design, and Testing, IEEE Computer Society Press, USA 2005.
32. H. N. Lee, S. M. Nakhmanson, M. F. Chisholm, H. M. Christen, K. M. Rabe, D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 217602.
33. P. Erhart, R.-A. Eichel, P. Träskelin, K. Albe, Phys. Rev. B 2007, 76, 174116.
34. H. W. Jang, D. Ortiz, S. H. Baek, C. M. Folkman, R. R. Das, P. Shafer, Y. Chen, C. T. Nelson, X. Pan, R. Ramesh, C. B. Eom, Adv. Mater. 2009, 21, 817.
35. S. H. Baek, H. W. Jang, C. M. Folkman, Y. L. Li, B. Winchester, J. X. Zhang, Q. He, Y. H. Chu, C. T. Nelson, M. S. Rzchowski, X. Q. Pan, R. Ramesh, L. Q. Chen, C. B. Eom, Nat. Mater. 2010, 9, 309.