SCOPUS
SCIE
Effect of laser beam energy density on the structural and electrical properties of TiO<sub>2</sub>-doped Bi<sub>5</sub>Nb<sub>3</sub>O<sub>15</sub> thin film grown by pulsed laser deposition
저자
Sun, Jong-Woo ; Kang, Lee-Seung ; Kim, Jin-Seong ; Paik, Dong-Soo ; Nahm, Sahn ; Seong, Tae-Geun ; Kang, Chong-Yun ; Kim, Jong-Hee
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2010
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
305404
제공처
소장기관
<P>With the addition of TiO<SUB>2</SUB>, the dielectric constant (ϵ<SUB>r</SUB>) of a Bi<SUB>5</SUB>Nb<SUB>3</SUB>O<SUB>15</SUB>(B<SUB>5</SUB>N<SUB>3</SUB>) film was slightly increased and the leakage current decreased, probably due to the increased dipole moment and the decreased number of free electrons in the film, respectively. The energy density of the laser beam considerably influenced the structure and electrical properties of the 1.0 mol% TiO<SUB>2</SUB>-doped B<SUB>5</SUB>N<SUB>3</SUB> (TBN) films. At low beam energy densities (⩽2.0 J cm<SUP>−2</SUP>), Bi<SUB>3</SUB>NbO<SUB>7</SUB> and Bi<SUB>8</SUB>Nb<SUB>18</SUB>O<SUB>57</SUB> phases with a porous microstructure were formed and a poor interface was also formed between the film and the electrode. However, for the TBN film grown at 200 °C at a high beam energy density of 4.0 J cm<SUP>−2</SUP>, a dense Bi<SUB>3</SUB>NbO<SUB>7</SUB> phase was formed with a sharp interface. The ϵ<SUB>r</SUB> value of this TBN film was very high, approximately 115, with a low leakage current density of 1.4 × 10<SUP>−8</SUP> A cm<SUP>−2</SUP> at 0.5 MV cm<SUP>−1</SUP> and a high breakdown field of 0.55 MV cm<SUP>−1</SUP>. This improvement in the ϵ<SUB>r</SUB> value and the electrical properties was explained by the formation of a dense Bi<SUB>3</SUB>NbO<SUB>7</SUB> phase with a (1 1 1) preferred orientation, Ti doping and a sharp interface, indicating that the TBN film is a good candidate material for embedded capacitors.</P>
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