Способ формирования регулярной структуры сегнетоэлектрических доменов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 52 1 19) 51)4 С 02 В 5/1 ИЕ ИЗОБРЕТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(7 1) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени инженерно-физическийинститут и Институт кристаллографииАН СССР(54)(57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РЕГУЛЯР.НОЙ СТРУКТУРЫ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХДОМЕНОВ, включающий воздействиена пластину полярного среза сегнетоэлектрического монокристалла знакопеременными импульсами локальнонеоднородного па величине в плоскости полярных граней пластины электрического поля, коллинеарного направлению полярной оси монокристалла,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения точности воспроизведения заданной конфигурациидоменной структуры, полярные гранипластины предварительно покрываюткапиллярным слоем диэлектрическойжидкости, а пространственное распределение локально неоднородногоэлектрического поля формируют в видплоской ступени с пьедесталом, причем конфигурацию границы указаннойступени выбирают соответствующей заданной конфигурации доменных стенокформируемой доменной структуры.Изобретение относится к технологии, создания функциональных устройств микросхемотехники, в частнос -ти к способам Формирования регулярных неоднородностей Физическихсвойств монокристаллических сегнетоэлектриков, и может быть использовано в производстве устройств акустоэлектроники, оптоэлектроникии т.д. К числу конструкций, использующих регулярные структуры сегнето.электрических доменов, относятся,,например, оптические дифракционныерешетки, акустоэлектронные устройствэ ю,р ба ун сигналов и др,1 О",;.с. тнин - повышение точности воспроизведения заданной конфигурации дамепной структуры.Па фиг. 1 представлена схема осуществления способа; на фиг. 2 - 5 - 20примегы ега конкретной реализации.Способ формирования регулярнойструктуры сегнетоэлектрических доменов закггючается в следующем.На пластину 1 фиг. 1) полярногосреза монокристалла сегнетоэлектрикас пр.-.дварительпа покрытыми ее поляр-.ными гранями капиллярным слоем 2 диэлектрической жидкости (величинауцельнага сопротивления 10- 10 Омвсм)30воздействук 1 т знакопеременными импульсами локально неоднородного по величине в плоскости полярных граней.эпластины электрического поля Е. Направление этого поля коллинеарно 35направлению полярной аси монокристалпа Р 5, а пространственное распреде"ление его величины в плоскости полярных граней пластины, т.е. в осях хи у, имеет вид плоской ступени 3 40с пьедесталом 4. При этом конфигурация границы 5 указанной ступени соогветствует заданной конфигурации .до"менных стенок 6 - 8 и т.д. формируемой структуры сегнетоэлектрическггх 45доменов.Формирование регулярной структуры сегнетоэлектрических доменовв соответствии с предлагаемым способом осуществляется следующим абразом,При воздействии на пластину 1сегнетаэлектрическаго монокристалла(с кациллярным слоем 2 слабапровадящей диэлектрической жидкости на ее " 55полярных. гранях) импульса электрического поля, пространственное распределение величины которого имеет вид,изображенный на фиг. 1, а направление - противоположное направлению вектора спонтанной поляризации Р монокристалла, в области границы 5 локальной неоднородности поля Е зарождается домен 9 обратной па отношению к матрице /Р/ полярности, Конфигурация двух эквидистантных доменных стенок 10 и 11 домена 9 в точности соответствует конфигурации границы 5 локальной неоднородности электрического поля, Этот до" мен под действием электрического поля начинает расти за счет бокового движения доменных стенок 10 и 11, Причем сначала передвигается доменная стенка 10, которая находится в области ступени 3 поля Е" а па достижении ею края пластины 1 - доменная стенка 11, расположенная в области пьедестала 4 поля. В процессе этого движения доменная стенка 11, не изменяя сваей конфигурации, последовательно проходит положения б, 7, 8 и т,д. и может быть зафиксирова - на в любом из них, например, в положении 8 снятием воздействия электрического поля. В связи с тем, что скорость бокового движения доменной стенки в сегнетоэлектриках однозначно связана с величиной приложенного электрического поля, для фиксации заданного пространственного положе-. ниядоменной стенки достаточно выбрать лишь соответствующую величину длительности импульса поля. После фиксации доМенной стенки в данной позиции она сохраняет свое местапала жение сколь угодна: долго.Формирование следующей доменной стенки осуществляется при воздействии на пластину 1 монакристалла следующего импульса полн, противоположной по отношению к предыдущему импульсу полярности. При этаи в области ступенчатой границы 5 локальной неоднородности поля ано внбвь оказывается антипараллельным направле-. нию Р, монокристалла, в результате чего в этой области вновь зарождается домен 9 обратной полярности и описанный процесс идет аналогична. Прп. выборе соответствующей длительности воздействующего импульса поля вторую доменную стенку удается зафиксировать в одной из позиций б, 7 и т.д., расположенной по отношению к место-. положению границы 5 локальной неаднопластину монокристалла электрическогополя между пластиной 1 и одним изэлектродов 12 помещают диэлектрическую прокладку 14, конфигурация грани" цы 5 которой соответствует конфигурации доменных стенок формируемои доменной структуры. При появлении междуэлектродами 12 разности потенциаловна пластину 1 воздействует электри-ческое поле, пространственное распре. деление которого в некотором сечениипластины 1 имеет вид, изображенныйна фиг. 3.В другом примере осуществления способа (фиг. 4) для реализации заданного пространственного рельефа воздействующего на пластину 1 элект" рического поля (Фиг, 5) один из электродов 12 гальванически связан проводящей перемычкой 15 с дополни" тельным электродом 16, размещенным на противоположной стороне подложки 13. При этом конфигурация границы 5 электрода 16 определяет конфигу рацию границы пространственной неоднородности поля.Характерной особенностью способа является то, что при наличии ужезафиксированных в некоторой позициинапример 8, доменных стенок, сменаполярности импульса воздействующегополя не приводит к их деградации за счет обратного смещения, хотяони и находятся в области пьедестала пространственного распределения поля. Это обусловлено тем, что наличие капиллярного слоя 2 слабопрово дящей диэлектрической жидкости на полярных гранях пластины 1 делает предпочтительным перемещение стенок 10 и 11 вновь зародившегосясдомена 9, поскольку токовая цепь меж. ду электродами 12 для доменной стен" ки, расположенной ближе к границе области локальной неоднородности поля, т.е. для стенки 10 по сравнению со стенкой 8, характеризуется меньшим электрическим сопротивлением. Этот эффект исключает смещение уже сформированных и зафиксированных доменных стенок, что также ведет к повышению точности воспроизведения Фор мируемой доменной структуры.Кроме того, предлагаемый способ является более гибким по сравнению с известными, поскольку он обеспечивает возможность оперативной вариации параметров регулярности доменной,/ 4 9 Ьг 4 Фиг юг 5НИИПИ Заказ 6362/43 Тираж 5 одписно лиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 структуры путем выбора соответствующих параметров воздействия без изменения топологии электродов, а также возможность оперативной коррекции конфигурации элементов формируемой1/ Г Оа фф ф фф, ЖЮЮ ф рдоменной структуры за счет гораздо более простой смены электродов или просто в результатезамены диэлектрической проклад -ки.