Электро- и фотоиндуцированные эффекты переключения поляризации в сегнетоэлектрических материалах для устройств фотоники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, доктор наук Шерстюк Наталия Эдуардовна

• Шерстюк Наталия Эдуардовна
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Шерстюк Наталия Эдуардовна

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСТРОЙСТВАХ ЭЛЕКТРОНИКИ И ФОТОНИКИ: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Основные тенденции практического применения 18 сегнетоэлектрических тонких пленок в современных

устройствах микроэлектроники и фотоники

1.1.1. Сегнетоэлектрические тонкие пленки для устройств 18 энергонезависимой памяти: z-геометрия

1.1.2. Сегнетоэлектрические тонкие пленки и структуры на их 25 основе для устройств СВЧ-электроники и фотоники: планарная

топология электродов

1.2. Влияние топологических и структурных неоднородностей на 26 поляризационное (сегнетоэлектрическое) состояние СЭТП

1.2.1. Влияние неоднородностей распределения электрического 27 поля и интерфейсов в планарной топологии электродов

1.2.2. Сегнетоэлектрические фотонные кристаллы: управление 32 свойствами при помощи топологических и структурных неоднородностей

1.3. Сегнетоэлектрические монокристаллы для устройств 38 фотоники

1.4. Переход к полностью оптическому переключению в 39 ферроидных материалах

1.5. Краткий обзор методов исследования состояния 42 поляризации в сегнетоэлектриках.

1.6. Выводы по главе 1. Постановка задачи

Глава 2. МЕТОДИКА ВТОРОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ГАРМОНИКИ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ

2.1. Основные фундаментальные положения методики ГВГ

2.1.1. Феноменологическое описание свойств

сегнетоэлектрических материалов для описания зависимостей

диэлектрических характеристик сегнетоэлектрика от параметров внешнего воздействия

2.1.2. Связь сегнетоэлектрической поляризации и параметров

оптической ВГ

2.2. Примеры использования методики ГВГ для анализа 62 процессов переключения на поверхности и в тонкопленочных

структурах на основе сегнетоэлектрических материалов

2.2.1. Исследование процессов переключения в тонких 63 сегнетоэлектрических и мультиферроидных пленках и

гетероструктурах на их основе.

2.2.2. ¡п^Ш исследования электрохимических процессов 66 методом генерации второй оптической гармоники

2.3. Выводы по главе

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ПЕРФОРАЦИИ НА

КВАЗИСТАТИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ В ПЛАНАРНОЙ ГЕОМЕТРИИ

3.1. Изготовление образцов и предварительные исследования

3.2. Особенности нелинейно-оптического отклика 75 перфорированных сегнетоэлектрических пленок

3.3. Моделирование распределения электрического поля в 82 перфорированной СЭТП при приложении поля в планарной

геометрии

3.3.1. Влияние сильных топологических неоднородностей 90 (перфорации)

3.3.2. Влияние ширины диэлектрического дефектного слоя

3.4. Экспериментальная проверка локального распределения 96 электрического поля в перфорированных СЭТП

3.5. Локальные пьезоэлектрические свойства перфорированных 104 СЭТП при приложении поля в планарной геометрии

3.6. Выводы по главе

Глава 4. ЭФФЕКТ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ВЫПРЯМЛЕНИЯ В

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОНОКРИСТАЛЛАХ

4.1. Эффект оптического/ТГц выпрямления и его

применение в устройствах электроники

4.1.1. Устройства на основе эффекта оптического выпрямления

4.1.2. Эффект ТГц-индуцированного выпрямления в 121 полупроводниках

4.1.3. Теоретические подходы к описанию эффекта оптического 123 выпрямления

4.1.4. Формализм расчета компонент тензора нелинейной 126 восприимчивости для ЭОВ в параэлектрической (кубической)

фазе.

4.1.5. Формализм расчета компонент тензора нелинейной 128 восприимчивости для ЭОВ в сегнетоэлектрической

(тетрагональной) фазе

4.2. Описание образцов и их структурная характеризация

4.3. Экспериментальное наблюдение оптического выпрямления в 131 ТГц диапазоне электромагнитного излучения

4.3.1. Методика измерения и описание экспериментальной 131 установки

4.3.2. Исследование пропускания и поглощения кристаллов в 135 зависимости от поляризации ТГц излучения.

4.3.3. Исследование временных зависимостей

4.4.4. Исследование зависимости ТГц-индуцированного 141 напряжения от поляризации и мощности ТГц излучения.

4.4.4.1. Монокристаллы триглицинсульфата

4.4.4.2. Монокристаллы германата свинца

4.4.4.3. Монокристаллы титаната бария

4.5. Обсуждение и выводы по главе

Глава 5. ДИНАМИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ

ПОЛЯРИЗАЦИИ, ИНДУЦИРОВАННОЕ ТЕРАГЕРЦЕВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

5.1. Методика накачки-зондирования для регистрации динамики 159 параметра порядка в сегнетоэлектрических материалах.

5.2. Динамическое фотоиндуцированное переключение 163 поляризации в сегнетоэлектрических пленках и

гетероструктурах на их основе

5.2.1. Описание экспериментальной установки и методики 163 измерений

5.2.2. Динамическое фотоиндуцированное переключение 166 поляризации в сегнетоэлектрических пленках BST и

гетероструктурах на их основе

5.3. Экспериментальное наблюдение динамического ТГц- 182 индуцированного переключения поляризации в монокристаллах

германата свинца

5.3.1. Монокристаллы германата свинца для устройств 182 электроники и фотоники

5.3.2. Изготовление образца, его первичная характеризация

5.3.3 Исследование ТГц-индуцированной динамики поляризации

в монокристалле германата свинца

5.4. ТГц-индуцированная динамика поляризации в тонких 193 пленках титаната висмута

5.4.1. Перспективы применения пленок титаната висмута в 193 устройствах электроники

5.4.2. Изготовление образцов тонких пленок титаната висмута с 195 изолирующим подслоем и их первичная характеризация

5.4.3. Экспериментальные исследования ТГц-индуцированной 197 динамики поляризации в тонких пленках титаната висмута

5.5. Выводы по главе 5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

199

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электро- и фотоиндуцированные эффекты переключения поляризации в сегнетоэлектрических материалах для устройств фотоники»

Актуальность темы исследования

Значительные успехи, которых достигла электроника за последние десятилетия, связаны, в первую очередь, с активным использованием оптических и нанотехнологий. Однако, любой ретроспективный обзор достижений в области разработки устройств хранения, передачи и обработки информации приводит к пониманию, что «традиционные» методы изготовления и проектирования этих устройств в ближайшее десятилетие столкнутся с непреодолимыми фундаментальными ограничениями, связанными с предельными размерами для функциональных свойств традиционных материалов электроники. В частности, все более значительные усилия предпринимаются для компенсации нагрева в компьютерных системах, а также для адаптации существующих полупроводниковых технологий к растущим требованиям к частотным характеристикам процессоров.

Использование коротких импульсов электромагнитного излучения фемто- и суб-пикосекундной длительности открывает новые возможности для сверхбыстрого манипулирования параметром порядка в ферроидных средах. Так как процессы переключения носят преимущественно нелинейный характер, значительный интерес исследователей направлен на выявление механизмов фундаментальных взаимодействий, ответственных за отклик электронной подсистемы на воздействие внешних полей, особенно на те, которые, благодаря короткой длительности и высокой интенсивности, переводят среду в сильно неравновесное состояние и индуцируют нелинейную динамику.

В отличие от заметного успеха, который был достигнут в исследованиях динамических процессов, индуцированных сверхкороткими лазерными импульсами в магнитоупорядоченных средах, в ходе которых были реализованы принципиально новые, в том числе оптические механизмы переключения намагниченности на пикосекундной временной шкале [1-3], управление параметром порядка в сегнетоэлектриках при помощи субпикосекундных импульсов видимого и ближнего инфракрасного диапазонов остается, в целом, нерешенной задачей. Несмотря на

расширение фундаментальных исследований в области прямого воздействия оптического (электромагнитного) импульса на состояние параметра порядка, в настоящее время не обнаружены условия, при которых происходило бы полное переключение сегнетоэлектрической поляризации между двумя стабильными состояниями при помощи импульса оптического (видимого или ближнего ИК) диапазона.

В ряде работ [4-7] отмечаются преимущества излучения терагерцевого диапазона для исследования динамических процессов в ферроиках, обусловленные тем, что частоты собственных резонансов этих сред, связанных с параметрами порядка (низколежащих фононных мод, магнонных мод, электромагнонов) находятся именно в терагерцевой и субтерагерцевой областях. Использование коротких ТГц импульсов позволяет, таким образом, осуществить резонансное воздействие на различные подсистемы и, вероятно, является наиболее эффективным механизмом для реализации переключения поляризации (и намагниченности) на рекордно коротких временах.

Таким образом, поиск принципиально новых способов максимально быстрого воздействия на состояние параметра порядка в ферроиках при минимизации энергетических затрат остается одной из наиболее актуальных и амбициозных задач как в фундаментальной физике конденсированного состояния, так и в прикладных областях, связанных с разработкой новых устройств передачи и хранения информации.

Целью диссертационной работы является выявление механизмов, оказывающих влияние на процессы формирования поляризационного состояния в сегнетоэлектриках, обусловленные воздействием коротких электромагнитных импульсов оптического и терагерцевого диапазона, а также существенными топологическими неоднородностями. В диссертационной работе развиваются безэлектродные электрофизические и нелинейно-оптические методы диагностики состояния и динамики сегнетоэлектрической поляризации.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие научные задачи:

- Разработка методик исследования сверхбыстрого лазерного воздействия на сегнетоэлектрический параметр порядка;

- Исследование распределения и параметров переключения сегнетоэлектрической поляризации в планарной геометрии в тонких сегнетоэлектрических пленках, содержащих массив упорядоченных вертикальных воздушных каналов субмикронного диаметра (структура двумерного фотонного кристалла);

- Исследование влияния коротких электромагнитных импульсов терагерцевого диапазона на процессы формирования поляризационного состояния в сегнетоэлектрических кристаллах;

- Исследование динамики сверхбыстрых процессов, индуцированных в сегнетоэлектрических материалах оптическим и/или терагерцевым импульсом.

Методы исследования, достоверность и обоснованность

При проведении основных экспериментальных исследований были использованы методики генерации второй оптической гармоники, методики оптической/терагерцевой накачки - оптического/нелинейно-оптического зондирования, методики нелинейно-оптической микроскопии, а также стандартные методики силовой микроскопии пьезоотклика и электро-силовой микроскопии. Обоснованность и достоверность результатов подтверждается достаточным объемом и корреляцией экспериментальных и теоретических данных, полученных при помощи современных высокотехнологичных методов исследования. Представленные результаты и выводы согласуются с экспериментальными и теоретическими данными, полученными ведущими зарубежными и российскими научными группами.

Научная новизна

Научная новизна результатов, представленных в диссертационной работе, состоит в обнаружении и исследовании новых эффектов в традиционных сегнетоэлектрических монокристаллах, тонких пленках и гетероструктурах на их основе, в том числе:

1. Впервые методика генерации второй оптической гармоники применена для экспериментальных исследований нелинейно-оптического отклика сегнетоэлектрических структур на основе пленок титаната бария-стронция с топологическими дефектами в виде воздушных каналов с высоким аспектным соотношением. Предложены механизмы усиления локальных полей на внутренней поверхности воздушных каналов и в интервалах между каналами, связанные, в том числе, с формированием диэлектрических дефектных слоев.

2. Экспериментально установлено наличие и влияние на условия переключения непереключаемой компоненты поляризации в сегнетоэлектрических пленках титаната бария-стронция с топологическими дефектами в виде воздушных каналов с высоким аспектным соотношением при приложении внешнего электрического поля. Предложены механизмы формирования непереключаемой компоненты поляризации в рассматриваемых системах, обусловленные влиянием внешнего электрического поля и особенностями структуры.

3. Впервые проведены экспериментальные исследования методом электростатической силовой микроскопии и силовой микроскопии пьезоотклика локальных пьезоэлектрических свойств в перфорированных пленках титаната бария-стронция. Исследовано влияние топологических неоднородностей на распределение пьезоэлектрических свойств и составляющие пьезоэлектрического тензора.

4. Впервые выявлен и исследован эффект оптического выпрямления на терагерцевых частотах в сегнетоэлектрических монокристаллах (кристаллы титаната бария, германата свинца, триглицин-сульфата, титаната стронция).

5. Впервые выявлена особенность зависимости ТГц-индуцированного напряжения в кристаллах титаната бария от поляризации ТГц излучения, которая заключается в изменении знака выходного напряжения. Этот эффект наблюдался ранее другими исследователями только в оптическом диапазоне.

6. Впервые выявлены и исследованы процессы динамического переключения поляризации, индуцированного воздействием коротких электромагнитных импульсов терагерцевого диапазона в классическом сегнетоэлектрическом монокристалле германата свинца, легированном кремнием, а также в бислойных

структурах, состоящих из тонких пленок титаната висмута на подслое титаната бария-стронция с различным содержанием стронция.

Практическая ценность работы состоит в возможности использования полученных результатов для разработки устройств оптоэлектроники и фотоники нового поколения, имеющих потенциал практического применения в системах хранения, обработки и передачи информации с использованием оптического излучения. Разработанные в диссертационном исследовании методы, основанные на генерации второй оптической гармоники, могут быть использованы для неразрушающей диагностики поляризационного состояния сегнетоэлектрических материалов и наноматериалов в условиях, когда применимость традиционных методов исследования ограничена. Предложенные методики могут быть использованы для локального исследования свойств наноструктурированных поверхностей наноматериалов без приложения дополнительных электродов, а также при приложении электрического поля в планарной геометрии.

Выявленные эффекты усиления нелинейно-оптического отклика сегнетоэлектрических материалов в области существенных топологических неоднородностей (топологического структурирования) могут быть использованы при разработке двумерных фотоннокристаллических устройств на основе сегнетоэлектрических и мультиферроидных материалов. Выявленные эффекты выпрямления в терагерцевом диапазоне могут быть использованы для разработки новых принципов диагностики, а также для измерения параметров мощных источников ТГц излучения.

На защиту выносятся следующие основные положения

1. Метод генерации второй оптической гармоники является универсальной неразрушающей методикой для выявления статических и динамических (в том числе в пикосекундном временном диапазоне) особенностей поляризационного состояния сегнетоэлектрических материалов, имеющих потенциал применения в устройствах микроэлектроники и фотоники, в том числе тонких пленок и гетероструктур на их основе, наноразмерных структур, структур с существенными топологическими неоднородностями, электрооптических кристаллов.

2. Внесение перфорации в виде упорядоченной системы вертикальных воздушных каналов в структуру сегнетоэлектрического планарного конденсатора приводит к существенному (в 1,5 раза) усилению нелинейно-оптического отклика в области перфорации по сравнению с неперфорированной структурой в отсутствие внешнего электрического поля.

3. Внесение перфорации в виде упорядоченной системы вертикальных воздушных каналов в структуру сегнетоэлектрического планарного конденсатора приводит к формированию сложной доменной структуры и, как следствие, формированию новых локальных полей вблизи внутренней поверхности отверстий перфорации, величина которых может быть выше коэрцитивного; это приводит к возникновению закрепленных доменных состояний в области перфорации и уменьшению переключаемости структур на основе сегнетоэлектрического планарного конденсатора, о чем свидетельствует асимметричный характер распределения сегнетоэлектрической поляризации в области топологического структурирования при приложении постоянного поля противоположного знака в планарной геометрии.

4. Внесение перфорации в виде упорядоченной системы вертикальных воздушных каналов в структуру сегнетоэлектрического планарного конденсатора на основе Bao,8Sro,2TiOз приводит к увеличению по сравнению с неперфорированной пленкой эффективного значения латеральной составляющей пьезоэлектрического тензора в 8 раз, эффективного значения вертикальной составляющей - в 2 раза при измерении пьезоэлектрического отклика методом силовой микроскопии. Этот результат согласуется с усилением генерации второй оптической гармоники в перфорированной области пленки, наблюдаемым в макроскопических экспериментах. Возможный механизм повышенного пьезоотклика связывается с релаксацией механических напряжений сжатия на границе пленка-подложка в результате частичного изъятия материала при травлении фокусированным ионным пучком.

5. При воздействии поляризованного ТГц излучения с частотой 1,57 ТГц и 1,96 ТГц на электродах, нанесенных на противоположные грани сегнетоэлектрических монокристаллов титаната бария (ВаТЮЗ), германата свинца

(Pb5GeзOll) и триглицинсульфата (NH2CH2COOH)з•H2SO4), возникает разность потенциалов, которая соответствует следующим критериям:

- зависимость величины напряжения, снимаемого с электродов кристаллического конденсатора от мощности ТГц излучения носит линейный характер для обеих частот;

- зависимость величины напряжения, снимаемого с электродов кристаллического конденсатора анизотропно зависит от поляризации падающего ТГц излучения;

- форма сигнала напряжения качественно повторяет форму ТГц макроимпульса.

На основании этих критериев можно сделать вывод, что наблюдаемый эффект аналогичен эффекту оптического выпрямления и проявляет те же особенности в поляризационных зависимостях в терагерцевом диапазоне частот, что и эффект оптического выпрямления.

6. ТГц-индуцированное напряжение в кристаллах титаната бария проявляет аномальную зависимость от поляризации ТГц излучения, которая заключается в изменении знака выходного напряжения. Этот эффект объясняется наличием в структуре двух типов доменов, обусловленных, по всей вероятности, возбуждением разных ионов кислорода в элементарной ячейке кристалла. При произвольной ориентации поляризации ТГц излучения при комнатной температуре результирующий фототок в кристалле ВаТЮ3 обусловлен комбинацией фототоков, сгенерированных доменами разного типа и имеющих разные знаки. Данный эффект характерен для кристалла ВаТЮ3 и не наблюдается в других исследованных сегнетоэлектрических кристаллах.

7. Электрическое поле (квази)однопериодного ТГц импульса длительностью порядка 1 пс в сходных условиях эксперимента индуцирует динамическое переключение поляризации в сегнетоэлектрических материалах различной структуры: сегнетоэлектрических мнокристаллах, тонкопленочных структурах сегнетоэлектрик/диэлектрик и мультиферроик/диэлектрик, гетероструктурах сегнетоэлектрик/мультиферроик, тонкопленочных структурах сегнетоэлектрик/полупроводник с изолирующим слоем.

8. Методом генерации второй оптической гармоники в экспериментальной схеме ТГц накачка - нелинейно-оптическое зондирование в классическом сегнетоэлектрическом монокристалле германата свинца, легированном кремнием (Pb5(Ge0.74Si0.26)3On), выявлены эффекты динамического изменения сегнетоэлектрического параметра порядка, индуцированные сильным электрическим полем ТГц импульса длительностью 1 пс, которые могут быть связаны с возбуждением фононной моды в кристалле.

9. Методом генерации второй оптической гармоники в экспериментальной схеме ТГц накачка - нелинейно-оптическое зондирование в бислойных структурах, состоящих из тонких пленок титаната висмута на подслое титаната бария-стронция с различным содержанием стронция выявлены процессы латерального (в плоскости пленки) динамического переключения поляризации, вызванного воздействием электрической компоненты ТГц импульса; после окончания действия ТГц импульса структура возвращается в исходное состояние.

Апробация работы и публикации по теме диссертации

По результатам работы опубликовано 22 статьи, из них 20 статей опубликованы в реферируемых журналах, индексируемых базами данных Web of Science и Scopus.

Основные результаты исследований, приведенные в диссертационной работе, представлены на 20 научно-технических всероссийских и международных конференциях и симпозиумах по тематике работы:

XXXV International Conference on Equations of State for Matter (ELBRUS 2020, 2022), Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков (ВКС-2020, ВКС-2017), XXXIV International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter (IIEFM-2019), Russia-China Workshop on Dielectric and Ferroelectric Materials (2019, 2017, 2015), International Conference "Scanning Probe Microscopy" SPM-2019-RCWDFM (объединенная конференция) (2019), Russian-Swiss seminar «Materials of electronics in ultrashort ultrastrong electromagnetic field» (2018), International Conference «Materials Science and Condensed Matter Physics» (MSCMP-2018, 2016, 2014), Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (2017), International Workshop

Novel Trends in Physics of Ferroics (2017), Russian-CIS-Baltic-Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-2016), 1й Российский кристаллографический конгресс (2016), Международная научно-техническая конференция «Электроника-2015» (2015), European Meeting on Ferroelectricity (EMF-2015), International Conference on Functional Materials (ICFM-2013, ICFM-2021).

Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследований, представленных в диссертационной работе, формулировании основных идей проводимых экспериментов, разработке нелинейно-оптических методик, в проведении представленных в работе экспериментальных исследований, изготовлении образцов с топологическими дефектами методом травления фокусированным ионным пучком, систематизации и обобщении полученных экспериментальных данных, в выявлении механизмов обнаруженных эффектов. Экспериментальные исследования методом EFM и PFM проведены совместно с к.ф-м.н. М.С. Ивановым в Университете г. Авейро и Университете г. Куимбра (Португалия). Экспериментальные исследования с использованием мощных сверхкоротких терагерцевых импульсов выполнены совместно с к.ф-м.н. В.Р. Билык с использованием уникального оборудования Объединенного института высоких температур РАН. Экспериментальные исследования эффектов оптического (терагерцевого) выпрямления проведены на уникальной установке FELIX в Университете г. Наймеген (Нидерланды). В реализации экспериментальных исследований принимали участие студенты и аспиранты РТУ МИРЭА (К.А. Брехов, К.А. Гришунин) научным руководителем которых являлся соискатель.

Образцы сегнетоэлектрических материалов, использованных при выполнении работы, изготовлены д.ф-м.н. В.М. Мухортовым (Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону) и д.ф-м.н. А.А. Бушем (РТУ МИРЭА).

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 326 наименований и списка публикаций соискателя. Общий объем диссертации составляет 236 страниц. Диссертация содержит 57 рисунков и 5 таблиц.

Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСТРОЙСТВАХ ЭЛЕКТРОНИКИ И ФОТОНИКИ: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Значительные успехи, которых достигла электроника за последние десятилетия, связаны, в первую очередь, с активным использованием оптических и нанотехнологий. Ретроспективный обзор достижений в области разработки устройств хранения, передачи и обработки информации приводит к пониманию, что методы изготовления и проектирования этих устройств, на основании которых был сделан знаменитый прогноз Мура, в ближайшее десятилетие столкнутся (или уже столкнулись) с непреодолимыми фундаментальными ограничениями, связанными с предельными для функциональных свойств традиционных ферроидных и полупроводниковых материалов размерами. В частности, все более значительные усилия предпринимаются для компенсации нагрева в компьютерных системах, связанного с рассеянием мощности на межсоединениях, а также для адаптации существующих полупроводниковых технологий к растущим требованиям к частотным характеристикам процессоров.

Быстрый и успешный переход на волоконно-оптические технологии для передачи информации решил эти проблемы лишь частично: обработка данных в узлах оптических телекоммуникационных сетей предполагает преобразование высоких частот, которые обеспечивает оптическое излучение, в частоты, подходящие для функционирования электронных устройств. Дополнительные ограничения на использование такого опто-электронного и электро-оптического преобразования накладывает требование к миниатюризации устройств и растущему использованию наноразмерных полупроводниковых материалов, что, в свою очередь, приводит к радикальному изменению условий взаимодействия электромагнитного излучения с материалом за счет модификации его зонной структуры при переходе к наноразмерам. Таким образом, одной из основных современных тенденций в разработке микро- и наноэлектронных устройств является снижение участия электроники в передаче и, по возможности, обработке сигналов при все более возрастающей роли оптики в этих процессах.

Основным преимуществом фотонных технологий, кроме использования максимально возможной скорости для передачи сигнала, является возможность передачи нескольких потоков информации по одному каналу, обусловленная тем, что световые пучки при пересечении не взаимодействуют между собой. Кроме того, свет не оказывает разрушающего воздействия на большинство материалов, а также исключает нагрев, характерный для проводников. Однако, оптика также имеет существенные фундаментальные ограничения, связанные с проблемами контроля и манипулирования оптическими сигналами: известные кристаллические среды, используемые в электрооптических устройствах, работают тем лучше, чем больше их объем, и требуют высоких рабочих напряжений. Кроме того, дальнейшее развитие фотонных технологий не имеет перспективы без внедрения принципов интеграции и встраивания в существующие полупроводниковые технологии, поэтому существует острая необходимость в разработке новых решений и архитектур, которые позволили бы повысить эффективность манипулирования и преобразования оптического сигнала в электрический, а также в поиске новых материалов для подобных приложений. Последнее направление сосредоточено, в основном, на разработке и применении фотоннокристаллических сред и метаматериалов на основе традиционных для электроники функциональных материалов.

Подобно той роли, которую сыграли полупроводники в развитии устройств и принципов интегральной электроники, применение фотонных кристаллов должно способствовать росту оптических интегральных устройств: изготовление фотонных кристаллов возможно на основе практически любого твердотельного функционального материала, что решает проблему совместимости, а сравнительно легкая возможность модификации их свойств за счет изменения геометрических размеров и параметров упорядоченности дает возможность создания оптимальных устройств для конкретных практических задач.

1.1. Основные тенденции практического применения сегнетоэлектрических тонких пленок в современных устройствах микроэлектроники и фотоники

Разработка и совершенствование активных устройств фотоники стимулирует непрекращающийся интерес к исследованию функциональных электрооптических сред, обеспечивающих эффективное и высокочастотное преобразование амплитуды и частоты лазерного излучения. Эти эффекты в настоящее время очень востребованы в системах передачи, обработки и хранения данных, включая гибридные процессоры и интегральные схемы, а также в аналогово-цифровых преобразователях, устройствах интегральной оптики, сенсорных устройствах и прочих технологических приложениях [8]. Среди многочисленных конкурирующих технологий сегнетоэлектрические материалы, обладающие большими оптическими нелинейностями, малыми оптическими потерями и малым временем отклика на воздействие внешнего электрического поля, обеспечивают универсальную твердотельную платформу для интегрирования этих функций в единое устройство, а также реализуют возможность использования различных физических механизмов (температура, механический стресс и др.) для управления их состоянием [9].

Так как свойства сегнетоэлектриков (СЭ) определяются состоянием и/или распределением сегнетоэлектрической поляризации, при воздействии внешних полей и температур возможны переключения между различными стабильными или метастабильными состояниями, а также структурные фазовые переходы, которые существенно влияют на оптические и высокочастотные свойства элементов фотонных структур [10,11].

1.1.1. Сегнетоэлектрические тонкие пленки для устройств энергонезависимой памяти: г-геометрия

«Традиционное» применение сегнетоэлектрических материалов в устройствах электроники обусловлено их двумя важнейшими характеристиками: высоким значением диэлектрической проницаемости и наличием остаточной поляризации. В этой связи одним из наиболее востребованных практических приложений сегнетоэлектрических тонких пленок (СЭТП) является их использование в устройствах энергонезависимой памяти (РеЯЛМ), возрождение

18

практического и исследовательского интереса к которым наблюдается в последние десятилетия [12,13]. Современные устройства FeRAM обеспечивают высокую скорость записи/считывания (порядка 10 - 30 нс, что является одним из лучших показателей среди современных энергонезависимых элементов памяти), значительное число циклов перезаписи (порядка 1014), низкие энергетические затраты (до 1 нДж на 32 бит), а также устойчивость к внешним электромагнитным воздействиям [14,15].

В тонкопленочных сэндвич-структурах, являющихся основой конструкции FeRAM, информация хранится в виде определенного состояния поляризации, ориентированной, как правило, перпендикулярно поверхности СЭТП. Такая геометрия (для краткости будем далее называть ее ««-геометрия») требует сравнительно низких рабочих напряжений, но при переходе к субмикронным и, тем более, к наноразмерным толщинам она проявляет сильную зависимость от качества структуры, в частности от наличия составляющих поляризации в плоскости пленки, вызванных неоднородностью доменной структуры и/или распределением локальных полей, а также от наличия непереключаемой части поляризации, обусловленной влиянием интерфейсов и границ раздела в гетероструктурах.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Шерстюк Наталия Эдуардовна, 2022 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kimel A.V., All-optical switching: three rules of design // Nature Materials. - 2014. -V.13. - P.225-226.

2. Mikhaylovskiy R., Secchi E.A., Mentink J., Eckstein M., Wu A., Pisarev R., Kruglyak V., Katsnelson M., Rasing Th., Kimel A. V. Ultrafast optical modification of exchange interactions in iron oxides // Nature Communications. - 2015. - V.6. - P.8190.

3. Bossini D., Belotelov V.I., Zvezdin A.K., Kalish A.N., Kimel A.V. Magnetoplasmonics and Femtosecond Optomagnetism at the Nanoscale // ACS Photonics. - 2016. - V.3(8). - P.1385-1400.

4. Kimel A.V., Kalashnikova A.M., Pogrebna A., Zvezdin A.K., Fundamentals and perspectives of ultrafast photoferroic recording // Physics Reports. - 2020. - V. 852. -P. 1-46.

5. Spaldin N.A., Ramesh R. Advances in magnetoelectric multiferroics // Nature Materials. - 2019. - V.18. - P.203-212.

6. Chen Sh., Yuan Sh., Hou Zh., Tang Y., Zhang J., Wang T., Li K., Zhao W., Liu X., Chen L., Martin L.W., Chen Z. Recent Progress on Topological Structures in Ferroic Thin Films and Heterostructures // Adv. Mater. - 2021. - V.33. - P.2000857(1-24).

7. Zakeri Kh. Magnonic crystals: towards terahertz frequencies // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2020. - V.32. - P. 363001(1-65).

8. Sun D., Zhang Y., Wang D., Song W., Liu X., Pang J., Geng D., Sang Y., Liu H. Microstructure and domain engineering of lithium niobate crystal films for integrated photonic applications // Light Sci. Appl. - 2020. - V.9. - P.197.

9. Ferraro P., Grilli S., De Natale P. (Eds.) Ferroelectric Crystals for Photonic Applications: Including Nanoscale Fabrication and Characterization Techniques. Springer-Verlag Berlin, 2009. - 422 pages

10. Lin P.T., Russin W.A., Joshi-Imre A., Ocola L.E., Wessels B.W. Investigation of the optical response of photonic crystal nanocavities in ferroelectric oxide thin film // Journal of Optics. - 2015. - V.17. - P.105402.

11. Mishina E., Zaitsev A., Ilyin N., Sherstyuk N., Sigov A., Golovko Yu., Muhortov V., Kolesnikov A., Lozovik Yu., Yemtsova M., Rasing Th. Switchable nonlinear metalloferroelectric photonic crystals // Applied Physics Letters. - 2007. - V.91. -P.041107.

12. Scott, J. F.; Paz de Araujo, C. A. Ferroelectric Memories // Science. - 1989. -V.246(4936). - P.1400-1405.

13. Cao Q., Lü W., Renshaw Wang X., Guan X., Wang L., Yan Sh., Wu T., Wang X. Nonvolatile Multistates Memories for High-Density Data Storage // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2020. - V.12. - P.42449-42471.

14. Chen A. A Review of Emerging Non-Volatile Memory (NVM) Technologies and Applications // Solid-State Electron. - 2016. - V.125. - P.25-38.

15. Ishiwara H. Ferroelectric Random Access Memories // J. Nanosci. Nanotechnol. -2012. - V.12. - I.10. - P.7619-7627.

16. Zhuravlev M.Y., Sabirianov R.F., Jaswal S.S., Tsymbal E. Y. Giant Electroresistance in Ferroelectric Tunnel Junctions // Phys. Rev. Lett. - 2005. - V.94. - P.246802.

17. Tsymbal E.Y. Applied Physics: Tunneling Across a Ferroelectric // Science. - 2006. -V.313. - P.181-183.

18. Meena J.S., Sze S.M., Chand U., Tseng T. Overview of emerging nonvolatile memory technologies // Nanoscale Research Letters. -2014. - V.9. - P.526.

19. Coll, M.; Fontcuberta, J.; Althammer, M.; Bibes, M.; Boschker, H.; Calleja, A.; Cheng, G.; Cuoco, M.; Dittmann, R.; Dkhil, B.; El Baggari, I.; Fanciulli, M.; Fina, I.; Fortunato, E.; Frontera, C.; Fujita, S.; Garcia, V.; Goennenwein, S. T. B.; Granqvist, C.-G.; Grollier, J.; Gross, R.; Hagfeldt, A.; Herranz, G.; Hono, K.; Houwman, E.; Huijben, M.; Kalaboukhov, A.; Keeble, D. J.; Koster, G.; Kourkoutis, L. F.; Levy, J.; Lira-Cantu, M.; MacManus-Driscoll, J. L.; Mannhart, J.; Martins, R.; Menzel, S.; Mikolajick, T.; Napari, M.; Nguyen, M. D.; Niklasson, G.; Paillard, C.; Panigrahi, S.; Rijnders, G.; Sánchez, F.; Sanchis, P.; Sanna, S.; Schlom, D. G.; Schroeder, U.; Shen, K. M.; Siemon, A.; Spreitzer, M.; Sukegawa, H.; Tamayo, R.; van den Brink, J.; Pryds, N.; Granozio, F. M. Towards Oxide Electronics: A Roadmap. // Appl. Surf. Sci. - 2019.

- V.482. - P.1-93.

20. Bibes M. Nanoferronics Is a Winning Combination // Nature Materials. - 2012. - V.11.

- P.354-357.

21. Lü, W.; Li, C.; Zheng, L.; Xiao, J.; Lin, W.; Li, Q.; Wang, X. R.; Huang, Z.; Zeng, S.; Han, K.; Zhou, W.; Zeng, K.; Chen, J.; Ariando; Cao, W.; Venkatesan, T. Multi-nonvolatile State Resistive Switching Arising from Ferroelectricity and Oxygen Vacancy Migration // Adv. Mater. - 2017. - V.29. - P.1606165.

22. Dieny B., Speriosu V.S., Parkin S.S.P., Gumey B.A., Wilhoit D.R, Mauri D. Giant magnetoresistance in soft ferromagnetic multilayers // Phys.Rev.B. - 1991. - V.43. -No.1. - P.1297-1300.

23. Garcia, V.; Bibes, M.; Bocher, L.; Valencia, S.; Kronast, F.; Crassous, A.; Moya, X.; Enouz-Vedrenne, S.; Gloter, A.; Imhoff, D.; Deranlot, C.; Mathur, N. D.; Fusil, S.; Bouzehouane, K.; Barthélémy, A. Ferroelectric Control of Spin Polarization // Science.

- 2010. - V.327. - I.5969. - P. 1106-1110.

24. Ren, X. Large electric-field-induced strain in ferroelectric crystals by point-defect-mediated reversible domain switching // Nature Mater. - 2004. - V.3. - P.91-94.

25. Howell, J.A., Vaudin, M.D., Cook, R.F. Orientation, stress, and strain in an (001) barium titanate single crystal with 90° lamellar domains determined using electron backscatter diffraction // J Mater Sci. - 2014. - V.49. - P.2213-2224.

26. Schlom D.G., Chen L., Eom Ch., Rabe K.M., Streiffer S.K., Triscone J-M. Strain Tuning of Ferroelectric Thin Films // Annual Review of Materials Research. - 2007. -V.37. - P.589-626.

27. Agrawal P., Guo J., Yu P., Hubert C., Passerone D., Erni R., Rossell M.D. Strain-driven oxygen deficiency in multiferroic SrMnO3 thin films // Phys. Rev. B. - 2016. -Vol. 94. - № 10. - P. 104101(1-9).

28. Shimamoto K., Mukherjee S., Manz S., White J.S., Trassin M., Kenzelmann M., Chapon L., Lippert T., Fiebig M., Schneider C.W., Niedermayer C. Tuning the multiferroic mechanisms of TbMnO3 by epitaxial strain. // Sci. Rep. - 2017. - Vol. 7.

- P. 44753(1-9).

29. Ederer C, Spaldin NA. Effect of epitaxial strain on the spontaneous polarization of thin film ferroelectrics // Phys. Rev. Lett. - 2005. - V.95. - P.257601(1-5).

30. Buryakov A.M., Ivanov M.S., Mishina E.D. Tunable enhancement of ferroelectric properties in BaxSri-xTiO3/La0.7Sr0.3MgO3 heterostructures observed by means of second harmonic generation technique // Solid State Communications. - 2015. - V.206.

- P.51-55.

31. Guo, H.; Wang, Z.; Dong, S.; Ghosh, S.; Saghayezhian, M.; Chen, L.; Weng, Y.; Herklotz, A.; Ward, T. Z.; Jin, R.; Pantelides, S. T.; Zhu, Y.; Zhang, J.; Plummer, E. W. Interface-induced Multiferroism by Design in Complex Oxide Superlattices. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2017. - V.114(26). - P.E5062.

32. Baudry, L., Lukyanchuk, I., Vinokur, V. Ferroelectric symmetry-protected multibit memory cell. // Sci Rep. - 2017. - V.7. - P.42196

33. Patel, S., Chauhan, A., Vaish, R. Enhancing electrical energy storage density in antiferroelectric ceramics using ferroelastic domain switching. // Materials Research Express. - 2014. - V.1. - P.045502.

34. Valencia, S.; Crassous, A.; Bocher, L.; Garcia, V.; Moya, X.; Cherifi, R. O.; Deranlot, C.; Bouzehouane, K.; Fusil, S.; Zobelli, A.; Gloter, A.; Mathur, N. D.; Gaupp, A.; Abrudan, R.; Radu, F.; Barthélémy, A.; Bibes, M. Interface-induced Room-Temperature Multiferroicity in BaTiO3 // Nat. Mater. - 2011. - V.10. - I.10. -P.753-758.

35. Chung, T. K.; Carman, G. P.; Mohanchandra, K. P. Reversible Magnetic Domain-Wall Motion Under an Electric Field in a Magnetoelectric Thin Film. // Appl. Phys. Lett. -2008. - V.92. - I.11. - P.112509.

36. J.C. Scott, L.D. Bozano Nonvolatile Memory Elements Based on Organic Materials // Adv. Mater. - 2007. - V.19. - P.1452-1463.

37. Gelinck, G. H., Marsman, A. W., Touwslager, F. J., Setayesh, S., De Leeuw, D. M., Naber, R. C. G., Blom, P. W. M. Low-voltage polymer field-effect transistors for nonvolatile memories // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V.87. - P.092903.

38. Special Issue on Emerging Solid-State Memory Technologies, MRS Bull. 2004, 29(11) (Nov. 2004)

39. Tian, B. B.; Wang, J. L.; Fusil, S.; Liu, Y.; Zhao, X. L.; Sun, S.; Shen, H.; Lin, T.; Sun, J. L.; Duan, C. G.; Bibes, M.; Barthélémy, A.; Dkhil, B.; Garcia, V.; Meng, X. J.; Chu, J. H. Tunnel Electroresistance Through Organic Ferroelectrics // Nat. Commun. -2016. - V.7. - I.1. - P.11502.

40. Li, T.; Sharma, P.; Lipatov, A.; Lee, H.; Lee, J. W.; Zhuravlev, M. Y.; Paudel, T. R.; Genenko, Y. A.; Eom, C. B.; Tsymbal, E. Y.; Sinitskii, A.; Gruverman, A. Polarization-Mediated Modulation of Electronic and Transport Properties of Hybrid MoS2-BaTiOs-SrRuOs Tunnel Junctions // Nano Lett. - 2017. - V.17. P.922-927.

41. Lee, H.-S., Han, W., Chung, H.-Y., Rozenberg, M., Kim, K., Lee, Z., Yeom, G.Y., Park, H.-H. Ferroelectric Tunnel Junction for Dense Cross-Point Arrays // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2015. - V.7. - I.40. - P.22348-22354.

42. B. Chen, H. Yang, J. Miao, L. Zhao, L. X. Cao, B. Xu, X. G. Qiu, B. R. Zhao. Leakage current of Pt/(Ba0.7Sr0.3)TiO3 interface with dead layer // Journal of Applied Physics. -2005. - V.97. - P. 024106(1-4).

43. Hwang, C. S., Lee, B. T., Kang, C. S., Lee, K. H., Cho, H.-J., Hideki, H., Kim, W. D., Lee, S. I., Lee, M. Y. Depletion layer thickness and Schottky type carrier injection at the interface between Pt electrodes and (Ba, Sr)TiO3 thin films // J. Appl. Phys. - 1999. - V.85. - P.287-295.

44. Vendik, O. G., Zubko, S. P., Ter-Martirosayn, L. T. Experimental evidence of the size effect in thin ferroelectric films // Appl. Phys. Lett. - 1998. - V.73. - P.37-39.

45. Сигов, А.С., Мишина, Е.Д., Мухортов, В.М. Тонкие сегнетоэлектрические пленки: получение и перспективы интеграции // Физика твердого тела. - 2010. -Т.52. - В.4. - С.709-717.

46. Messner, A., Eltes, F., Ma, P., Abel, S., Baeuerle, B., Josten, A., Heni, W., Caimi, D., Fompeyrine, J., Leuthold, J. Plasmonic Ferroelectric Modulators // Journal of Lightwave Technology. - 2019. - V.37. - I.2. - P.281-290.

47. Dupla, F., Renoirt, M.-S., Gonon, M., Smagin, N., Duquennoy, M., Martic, G., Erauw, J.-P. A lead-free non-ferroelectric piezoelectric glass-ceramic for high temperature surface acoustic wave devices // Journal of the European Ceramic Society. - 2020. -V.40. - I.11. - P.3759-3765.

48. Mishra, M., Das, N. R., Morichetti, F. Waveguide design optimization for compact silicon photonic ferroelectric phase shifters // Applied Optics. - 2020. - V.59. - 1.14. -P.4385-4391.

49. Bidenko, P., Han, J.-H., Song, J., S. H. Kim. Study on Charge-Enhanced Ferroelectric SIS Optical Phase Shifters Utilizing Negative Capacitance Effect // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 2020. - V.56. - I.6. - P.1-10.

50. Nikitin, A. A., Nikitin, A. A., Kondrashov, A. V., Ustinov, A. B., Kalinikos, B. A., & Lahderanta, E. Dispersion characteristics of spin-electromagnetic waves in planar multiferroic structures // J. Appl. Phys. - 2015. - V.118. - I.18. - P.183901.

51. Никитин А.А., Устинов А.Б., Семенов А.А., Калиникос Б.А. Планарный тонкопленочный феррит-сегнетоэлектрический СВЧ-фазовращатель // Письма в ЖТФ. - 2014. - В.7. - С.1-7.

52. Belyankova, T.I., Kalinchuk, V.V. Influence of an Electrostatic Field on Saw in Prestressed Ferroelectric Heterostructures // Mech. Solids. - 2020. - V.55. - P.844-851.

53. Dragoman, M., Aldrigo, M., Dragoman, D., Iordanescu, S., Dinescu, A., Modreanu, M. The Rise of Ferroelectricity at Nanoscale: Nanoelectronics is rediscovering the ferroelectricity // IEEE Nanotechnology Magazine. - 2021. - V. 15. - I.5. - P.8-19.

54. Dey, S., Koul, S.K., Poddar, A.K. et al. RF MEMS switches, switching networks and phase shifters for microwave to millimeter wave applications // ISSS J. Micro. Smart. Syst. - 2020. - V.9. - P.33-47.

55. Cheng, Yu., Peng, B., Hu, Zh., Zhou, Z., Liu, M. Recent development and status of magnetoelectric materials and devices // Physics Letters A. - 2018. - V.382. - I.41. -P.3018-3025.

56. Mishina, E., Zaitsev, A., Ilyin, N., Sherstyuk, N., Sigov, A. Switchable nonlinear metalloferroelectric photonic crystals // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V.91. - N.4. -P.041107(1-3).

57. Zhu, Y.Y., Ming, N.B. Ultrasonic excitation and propagation in an acoustic superlattice // Journal of Applied Physics. - 1992. - V.72. - P.904-914.

58. Zhu, Y., Ming, N., Jiang, W. Ultrasonic spectrum in Fibonacci acoustic superlattices. Physical Review B. - 1989. - V.40. - I.12. - P.8536-8540.

59. Yamada, M., Saitoh, M., Ooki, H. Electric field induced cylindrical lens, switching and deflection devices composed of the inverted domains in LiNbO3 crystals // Appl. Phys. Lett. - 1996. - V.69. - P.3659-3661.

60. Fejer, M. M., Magel, G. A., Jundt, D. H., & Byer, R. L. Quasi-phase-matched second harmonic generation: tuning and tolerances // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1992. - V.28. - I.11. - P.631-2654.

61. Sun, D., Zhang, Y., Wang, D., Song, W., Liu, X., Pang, J., Geng, D., Sang, Y., Liu, H. Microstructure and domain engineering of lithium niobate crystal films for integrated photonic applications // Light: Science & Applications. - 2020. - V.9. - I.1. - P. 197(1-18).

62. Wooten, E.L., Kissa, K.M., Yi-Yan, A., Murphy, E.J., Lafaw, D.A., Hallemeier, P.F., Maack, D., Attanasio, D.V., Fritz, D.J., McBrien, G.J., Bossi, D.E. A review of lithium

niobate modulators for fiber-optic communications systems // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. - 2000. - V.6. - P.69-82.

63. Abe, K., Komatsu, Sh. Epitaxial Growth and Dielectric Properties of (Ba0.24Sr0.76)TiO3 Thin Film // Jpn. J. Appl. Phys. - 1994. - V.33. - P.5297-5300.

64. Lee, B. T., Hwang, C. S. Influences of interfacial intrinsic low-dielectric layers on the dielectric properties of sputtered (Ba,Sr)TiO3 thin films // Applied Physics Letters. -2000. - V.77. - I.1. - P. 124-126.

65. Вендик, О.Г., Зубко, С.П., Никольский, М.А. Моделирование и расчет емкости планарного конденсатора, содержащего тонкий слой сегнетоэлектрика // Журнал технической физики. - 1999. - T.69. - B.4. - C.1-7

66. Igreja, R., Dias, C.J.. Extension to the analytical model of the interdigital electrodes capacitance for a multi-layered structure // Sensors and Actuators A: Physical. - 2011.

- V.172. - I.2. - P.392-399.

67. Wang, H., Pan, S., Kim, J., Ruehli, A.E., Fan. J. Capacitance Calculation for Via Structures Using an Integral Equation Method Based on Partial Capacitance // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. - 2013. -V.3. - I.12. - P.2134-2146.

68. Rodríguez-Serna, J.M., Albarracín-Sánchez, R., Dong, M., Ren, M. Computer Simulation of Partial Discharges in Voids inside Epoxy Resins Using Three-Capacitance and Analytical Models // Polymers. - 2020. - V.12. - P.77-103.

69. Вендик, О.Г., Никольский, М.А. Моделирование характеристик многослойного планарного конденсатора // Журнал технической физики. - 2001. - Т.71. - В.1. -С.117-121.

70. Юдин, П.Н., Никольский, М.А., Зубко, С.П. Применение метода Монте-Карло для моделирования диэлектрического отклика сегнетоэлектриков // Журнал технической физики. - 2003. - Т.73. - В.8. - С.56-61.

71. Зубко, С.П., Гагарин, А.Г., Медведева, Н.Ю. Эффективная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической пленки в составе плоскопараллельных и планарных конденсаторов // Изв. Вузов России. Радиоэлектроника. - 2016. - В.1.

- С.51-54.

72. Мухортов, Вас.М., Масычев, С.И., Головко, Ю.И., Чуб, А.В., Мухортов, В.М. Применение наноразмерных пленок титаната бария-стронция для

211

перестраиваемых сверхвысокочастотных устройств // Журнал технической физики. - 2006. - Т.76. - В.10. - С.106-109.

73. Janolin, P.E., Anokhin, A.S., Gui, Z., Mukhortov, V.M., Golovko, Yu.I., Guiblin, N., Ravy, S., Marssi, M.E., Yuzyuk, Yu.I., Bellaiche, L., Dkhil, B. Strain engineering of perovskite thin films using a single substrate // J. Phys.: Condens. Matter. - 2014. -V.26. - P.292201 (11pp).

74. Широков, В.Б., Головко, Ю.И., Мухортов, В.М., Юзюк, Ю.И., Janolin, P.E., Dkhil, B. Зависимость свойств эпитаксиальных тонких пленок титаната бария-стронция при изменении толщины // Физика твердого тела. - 2015. - Т.57. - В.8. - С.1503-1508.

75. Soljacic, M., Joannopoulos, J.D. Enhancement of nonlinear effects using photonic crystals // Nature Materials. - 2004. - V.3. - P.211-219.

76. Sakoda, K. Optical Properties of Photonic Crystals. Springer, Berlin, 2001.

77. Johnson, S. G., Joannopoulos, J. D. Photonic Crystals: The Road from Theory to Practice. Kluwer, Norwell, 2002.

78. Noda, S., Tomoda, K.,Yamamoto, N. & Chutinan, A. Full three-dimensional photonic bandgap crystals at near-infrared wavelengths // Science. - 2000. - V.289. - P.604-606.

79. Fan, S., Johnson, S. G., Joannopoulos, J. D.,Manolatou, C. & Haus, H. A. Waveguide branches in photonic crystals // J. Opt. Soc. Am. B. - 2001. - V.18. - P.162-165.

80. Chow, E., Lin, S. Y.,Wendt, J. R., Johnson, S. G. & Joannopoulos, J. D. Quantitative analysis of bending efficiency in photonic-crystal waveguide bends at X = 1.55 цт wavelengths // Opt. Lett. - 2001. - V.26. - P. 286-288.

81. Fan, S., Villeneuve, P. R., Joannopoulos, J. D., Khan, M. J., Manolatou, C., & Haus, H. A. Theoretical analysis of channel drop tunneling processes // Physical Review B. - 1999. - V.59. - I.24. - P.15882-15892.

82. Newnham, R. E., Miller, C. S., Cross, L. E., & Cline, T. W. Tailored domain patterns in piezoelectric crystals // Physica Status Solidi (a). - 1975. - V.32. - I.1. - P.69-78.

83. L.-H. Peng , H.-M. Wu, C.-M. Lai. Fabrication and Characterization of Self-assembled Ferroelectric Linear and Nonlinear Photonic Crystals: GaN and LiNbO3 // Chapter Ferroelectric Crystals for Photonic Applications. Vol. 91 of the series Springer Series in Materials Science. - 2014. - P.21-51.

84. Shur, V.Ya., Akhmatkhanov, A.R., Baturin I.S. Micro- and nano-domain engineering in lithium niobate // Appl Phys Rev. - 2015. - V.2. - P.40604

85. Myers, L. E., Bosenberg, W. R., Eckardt, R. C., Fejer, M. M., Byer, R. L. Multigrating quasi-phase-matched optical parametric oscillator in periodically poled LiNbO3 // Optics Letters. - 1996. - V.21. - I.8. - P. 591-593.

86. Burns, W. K., McElhanon, W., & Goldberg, L. Second harmonic generation in field poled, quasi-phase-matched, bulk LiNbO3 // IEEE Photonics Technology Letters. -1994. - V.6. - I.2. P. 252-254.

87. Scrymgeour, D. A., Barad, Y., Gopalan, V., Gahagan, K. T., Jia, Q., Mitchell, T. E., Robinson, J. M. Large-angle electro-optic laser scanner on LiTaO3 fabricated by in situ monitoring of ferroelectric-domain micropatterning // Applied Optics. - 2001. - V.40.

- I.34. - P. 6236-6241.

88. Batchko, R.G., Miller, G.D., Shur, V.Ya., Rumyantsev, E.L., Fejer, M.M., Byer, R.L. Domain patterning in lithium niobate using spontaneous backswitching // Proc. SPIE.

- 1999. - V.3610. - P.36-43.

89. Peng, L.-H., Wu, H.-M., Lai, C.-M. Fabrication and Characterization of Self-assembled Ferroelectric Linear and Nonlinear Photonic Crystals: GaN and LiNbO3 // Chapter Ferroelectric Crystals for Photonic Applications. - 2014. - V.91 of the series Springer Series in Materials Science. - P.21-51.

90. Shandarov, S. M., Mandel, A. E., Andrianova, A. V., Bolshanin, G. I., Borodin, M. V., Kim, A. Yu., Smirnov, S. V., Akhmatkhanov, A. R., Shur, V. Ya. Linear diffraction of light waves in periodically poled lithium niobate crystal // Ferroelectrics. - 2017. -V.508:1. - P.49-57.

91. Есин А.А., Ахматханов А.Р., Павельев В.С., Шур В.Я.// Компьютерная оптика. -2021. - Т. 45, № 2. -С. 222-226.

92. Li, H., Ma, B. Research development on fabrication and optical properties of nonlinear photonic crystals // Front. Optoelectron. - 2020. - V.13. - P.35-49.

93. Byer, R. L., Quasi-phase-matched nonlinear interactions and devices // J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. - 1997. - V.6. - P.549-592.

94. House, M., Townsend, P. D. An introduction to methods of periodic poling for second-harmonic generation // J. Phys. D Appl. Phys. - 1995. - V.28. - P.1747-1763.

95. Myers, L. I., Eckardt, R. C., Fejer, C. C., Byer, R. L., Bosenberg, W. R., Pierce, J. W. Quasi-phase matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled LiNbO3 // J. Opt. Soc. Am. B. - 1995. - V.12. - P. 2102-2116.

96. Hu, X., Zhang, Y., Zhu, Sh. Nonlinear Beam Shaping in Domain Engineered Ferroelectric Crystals // Adv. Mater. - 2019. - V.32. - I.27. - P. 1903775.

97. Yang, B., Hong, X. H., Lu, R. E., Yue, Y. Y., Zhang, C., Qin, Y. Q., Zhu, Y. Y. 2D wave-front shaping in optical superlattices using nonlinear volume holography // Opt. Lett. - 2016. - V.41. - P.2927-2929.

98. Wei D. Z., Zhu Y. Z., Zhong W. H., Cui G. X., Wang H. J., He Y., Zhang Y., Lu Y. Q., Xiao M. Directly generating orbital angular momentum in second-harmonic waves with a spirally poled nonlinear photonic crystal // Appl. Phys. Lett. - 2017. - V.110. -P.261104.

99. Bloch, N. V., Shemer, K., Shapira, A., Shiloh, R., Juwiler, I., Arie, A. Twisting Light by Nonlinear Photonic Crystals // Phys. Rev. Lett. - 2012. - V. 108. - P.233902.

100. Lin, P.T., Yi, F., Ho, S.-T., Wessels, B.W. Two-Dimensional Ferroelectric Photonic Crystal Waveguides: Simulation, Fabrication, and Optical Characterization // Journal of Lightwave Technology. - 2009. - V. 27. - P. 4330-4337.

101. Matveev, O., Morozova, M., Romanenko, D. Concept of using composite multiferroic structure magnonic crystal - ferroelectric slab as memory unit // Journal of Physics Conference Series. - 2019. - V.1389. - P.012041.

102. Hu, X., Gong, Q., Feng, S., Cheng, B., Zhang, D. Tunable multichannel filter in nonlinear ferroelectric photonic crystal // Opt. Commun. - 2005. - V. 253. - P. 138144.

103. Takeda, H., Yoshino K. Tunable photonic band gaps in two-dimensional photonic crystals by temporal modulation based on the Pockels effect // Phys. Rev. E. - 2004. -V. 69. - P. 016605.

104. Dai, Y., Yang, L., Wang, L., Zou, L., Tian, B., Wu, Sh. Properties of Individually Addressable Ferroelectric Nanocapacitor Arrays Fabricated by Focused Ion Beam Milling // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2013. - V.13. - P.5542-5546.

105. Ferri A., Remiens D., Desfeux R., Da Costa A., Deresmes D., Troadec D. (2013) Evaluation of Damages Induced by Ga+-Focused Ion Beam in Piezoelectric

214

Nanostructures. In: Wang Z. (eds) FIB Nanostructures. Lecture Notes in Nanoscale Science and Technology, V.20. Springer, Cham.

106. Lin P.T., Yi F., Ho S.-T., Wessels B.W. Two-Dimensional Ferroelectric Photonic Crystal Waveguides: Simulation, Fabrication, and Optical Characterization // Journal of Lightwave Technology. - 2009. - V. 27. - P. 4330-4337.

107. Matveev, O., Morozova, M., Romanenko, D. Concept of using composite multiferroic structure magnonic crystal - ferroelectric slab as memory unit // Journal of Physics Conference Series. - 2019. - V.1389. - P.012041.

108. Volkert, C.A., Minor, A.M. Focused Ion Beam Microscopy and Micromachining // MRS Bulletin. - 2007. - V.32. - P.389-399.

109. Stanishevsky, A., Nagaraj, B., Melngailis, J., Ramesh, R. Radiation damage and its recovery in focused ion beam fabricated ferroelectric capacitors // J. Appl. Phys. -2002. - V.92. - P.3275-3278.

110. Morelli, A., Johann, F., Schammelt, N., Vrejoiu, I. Ferroelectric nanostructures fabricated by focused-ion-beam milling in epitaxial BiFeO3 thin films // Nanotechnology. - 2011. - V.22. - P.265303 (6pp)

111. Andrushchak, A.S., Mytsyk, B.G., Demyanyshyn, N.M., Kaidan, M.V., Yurkevych, O.V., Dumych, S.S., Kityk, A.V., Schranz, W. Spatial anisotropy of linear electro-optic effect for crystal materials: II. Indicative surfaces as efficient tool for electro-optic coupling optimization // Optics & Lasers in Engineering. - 2009. - V.47. - P.24-30.

112. Demyanyshyn, N.M., Mytsyk, B.G., Sakharuk, O.M. Elasto-optic effect anisotropy in strontium borate crystals // Applied Optics. - 2014. - V.8. - P.1620-1628.

113. Demyanyshyn, N., Mytsyk, B., Buryy, O., Andrushchak, A. Lead germanate: an advanced material for infrared electro-optic modulators // Proceedings of 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET 2020), Slavske, Ukraine, 25-29.02.2020. - P. 421-424.

114. Cross L.E. and Cline T.W. Contributions to the Dielectric response from charged domain walls in ferroelectric PbsGesOn // Ferroelectrics. - 1976. - V.11. - P.333-336.

115. Prodromakis, T., Papavassiliou, C. Engineering the Maxwell-Wagner polarization effect // Applied Surface Science. - 2009. - V.255. - P.6989-6994.

116. Samet, M., Levchenko, V., Boiteux, G., Seytre, G., Kallel, A., Serghei, A. Electrode polarization vs. Maxwell-Wagner-Sillars interfacial polarization in dielectric spectra of materials: Characteristic frequencies and scaling laws // The Journal of Chemical Physics. - 2015. - V.142. - P.194703.

117. Nguyen, B.H., Zhuang, X., Rabczuk, T. Numerical model for the characterization of Maxwell-Wagner relaxation in piezoelectric and flexoelectric composite material // Computers and Structures. - 2018. - V.208. - P.75-91.

118. Кудряшов, М.А., Машин, А.И., Логунов, А.А., Chidichimo, G., De Filpo, G. Диэлектрические свойства нанокомпозитов Ag/ПАН // Журнал технической физики. - 2014. - T.84. - B.7. - C.67-71.

119. Коваленко В.Ф., Колежук Е.С., Куц П.С. Фотомагнитная запись информации // Письма в ЖТФ. - 1981. - Т. 7. - № 16. - С. 1012-1016.

120. Fridkin V.M. Photoferroelectrics. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1979. Vol. 9.

121. Li, J., Nagaraj, B., Liang, H., Cao, W., Lee, Chi. H., Ramesh, R. Ultrafast polarization switching in thin-film ferroelectrics // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 84. - № 7. - P. 1174-1176.

122. Kirilyuk A., Kimel A. V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order // Rev. Mod. Phys. - 2010. - V.82. - № 3. - P. 2731-2784.

123. Kimel A. V., Zvezdin A. K. Magnetization dynamics induced by femtosecond light pulses // Low Temp. Phys. - 2015. - V.41. - I.9. P.682-688.

124. Stupakiewicz, A., Szerenos, K., Afanasiev, D., Kirilyuk, A., Kimel, A. V. Ultrafast nonthermal photo-magnetic recording in a transparent medium // Nature. - 2017. - Vol. 542. - № 7639. - P. 71-74.

125. Nicoletti D., Cavalleri A. Nonlinear light-matter interaction at terahertz frequencies // Adv. Opt. Photonics. - 2016. - V.8. - № 3. - P. 401.

126. Mankowsky, R., von Hoegen, A., Forst, M., Cavalleri, A. Ultrafast Reversal of the Ferroelectric Polarization // Phys. Rev. Lett. - 2017. - V. 118. - № 19. - P. 197601.

127. Dekorsy T., Cho G., Kurz H. Coherent phonons in condensed media // Light Scatt. Solids VIII. - 2000. - V. 76. - P. 169-209.

128. Ferguson B., Zhang X.-C. Materials for terahertz science and technology // Nat. Mater. - 2002. - V.1. - №1. - P. 26-33.

129. Katayama, I., Aoki, H., Takeda, J., Shimosato, H., Ashida, M., Kinjo, R., Kawayama, I., Tonouchi, M., Nagai, M., Tanaka, K. Ferroelectric Soft Mode in a SrTiO3 Thin Film Impulsively Driven to the Anharmonic Regime Using Intense Picosecond Terahertz Pulses // Phys. Rev. Lett. - 2012. - V.108. - №9. - P. 097401.

130. Hoffmann, M.C., Hwang, H.Y., Brandt, N.C., Yeh, Ka-Lo, Nelson, K.A. Terahertz-induced Kerr-effect in Relaxor Ferroelectrics // MRS Proc. - 2009. - V.1230. - P. 1230-MM04-08.

131. Miyamoto, T., Yada, H., Yamakawa, H., Okamoto, H. Ultrafast modulation of polarization amplitude by terahertz fields in electronic-type organic ferroelectrics // Nat. Commun. - 2013. - V.4. - № 1. - P. 2586.

132. Hamm, P., Meuwly, M., Johnson, S. L., Beaud, P., & Staub, U. Perspective: THz-driven nuclear dynamics from solids to molecules // Structural Dynamics. - 2017. -V.4. - I.6. - P.061601.

133. Kubacka, T., Johnson, J. A., Hoffmann, M. C., Vicario, C., de Jong, S., Beaud, P., Gräbel, S., Huang, S-W., Huber, L., Patthey, L., Chuang, Y.-D., Turner, J. J., Dakovski, G. L., Lee, W.-S., Minitti, M. P., Schlotter, W., Moore, R. G., Hauri, C. P., Koohpayeh, S. M., Scagnoli, V., Ingold, G., Johnson, S. L., Staub, U. Large-Amplitude Spin Dynamics Driven by a THz Pulse in Resonance with an Electromagnon // Science. - 2014. - V.343. - I.6177. - P. 1333-1336.

134. Chen, F., Zhu, Y., Liu, S., Qi, Y., Hwang, H. Y., Brandt, N. C., ... Lindenberg, A. M. Ultrafast terahertz-field-driven ionic response in ferroelectric BaTiO3 // Physical Review B. - 2016. - V.94. - I.18. - P. 180104.

135. Kozina, M., Pancaldi, M., Bernhard, C., van Driel, T., Glownia, J. M., Marsik, P., Radovic, M., Vaz, C. A. F., Zhu, D., Bonetti, S., Staub, U., Hoffmann, M.C. Local terahertz field enhancement for time-resolved x-ray diffraction // Appl. Phys. Lett. -2017. - V.110. - № 8. - P. 081106.

136. Kozina M., van Driel T., Chollet M., Sato T., Glownia J. M., Wandel S., M. Radovic, Staub U., Hoffmann M. C. Ultrafast X-ray diffraction probe of terahertz field-driven soft mode dynamics in SrTiOs // Struct. Dyn. - 2017. - V.4. - № 5. - P. 054301.

137. Grishunin, K., Bilyk, V., Sherstyuk, N., Mukhortov, V., Ovchinnikov, A., Chefonov, O., Agranat, M., Mishina, E., Kimel, A.V. Transient Second Harmonic

Generation Induced by Single Cycle THz pulses in Ba0.8Sr0.2TiO3/MgO // Sci. Rep. 2019. Vol. 9, № 1. P. 697.

138. Grishunin, K.A., Ilyin, N.A., Sherstyuk, N.E., Mishina, E.D., Kimel, A., Mukhortov, V.M., Ovchinnikov, A.V., Chefonov, O.V., Agranat, M.B. THz Electric Field-Induced Second Harmonic Generation in Inorganic Ferroelectric // Sci. Rep. -2017. - V.7. - №1. - P. 687.

139. von Hoegen, A., Mankowsky, R., Fechner, M., Forst, M., Cavalleri, A. Probing the interatomic potential of solids with strong-field nonlinear phononics // Nature. - 2018. - V.555. - №7694. - P. 79-82.

140. Dastrup B.S., Hall J.R., Johnson J.A. Experimental determination of the interatomic potential in LiNbO3 via ultrafast lattice control // Appl. Phys. Lett. - 2017. - V.110. -№ 16. - P. 162901.

141. Knighton, B.E., Tanner Hardy, R., Johnson, C.L., Rawlings, L.M., Woolley, J.T., Calderon, C., Urrea, A., Johnson, J.A. Terahertz waveform considerations for nonlinearly driving lattice vibrations // J. Appl. Phys. - 2019. - V.125. - № 14. - P. 144101.

142. Lichtensteiger C., Fernandez-Pena S., Weymann C., Zubko P., Triscone J-M. Tuning of the depolarization field and nanodomain structure in ferroelectric thin films // Nano Lett. - 2014. - V.14. - N 8. - P. 4205-4211.

143. Turygin A. P., Neradovskiy M. M., Naumova N. A., Zayats D. V., Coondoo I., Kholkin A. L., Shur V. Ya., Domain structures and local switching in lead-free piezoceramics Ba0.85Ca0.15Ti0.90Zr0.10O3 // J. Appl. Phys. - 2015. - V.118. - P.072002.

144. Ovchinnikova G. I., Belugina N. V., Gainutdinov R. V., Ivanova E. S., Grebenev V. V., Lashkova A. K., Tolstikhina A. L. Temperature Dynamics of Triglycine Sulfate Domain Structure According to Atomic Force Microscopy and Dielectric Spectroscopy Data // Physics of the Solid State. - 2016 - V. 58. - No. 11. - P. 22442250.

145. He D. Y., Qiao L. J., Volinsky A.A., Bai Y., Guo L. Q. Electric field and surface charge effects on ferroelectric domain dynamics in BaTiO3 single crystal // Physical Review B. - 2011. - V.84. - P.024101.

146. Kiselev D.A., Zhukov R.N., Ksenich S., Kozlova A.P., Bykov A.S., Malinkovich V.D., Parkhomenko Yu.N. Investigation of the ferroelectric properties and dynamics

218

of nanodomains in LiNbO3 thin films grown on Si (100) substrate by scanning probe microscopy techniques // Thin Solid Films. - 2014. - V.556. P. 142

147. Lu H., Li T., Poddar Sh., Goit O., Lipatov A., Sinitskii A., Ducharme S., Gruverman A. Statics and Dynamics of Ferroelectric Domains in Diisopropylammonium Bromide // Adv. Mater. - 2015. - V.27. - P.7832-7838.

148. Buragohain P., Richter C., Schenk T., Lu H., Mikolajick T., Schroeder U., Gruverman A. Nanoscopic studies of domain structure dynamics in ferroelectric La:HfO2 capacitors // Appl. Phys. Lett. - 2018. V.112. - P.222901.

149. Kim T.H., Yoon J-G., Baek S.H., Park W., Yang S.M., Jang S.Y., Min T., Chung J-S., Eom Ch-B., Noh T.W. Energy landscape scheme for an intuitive understanding of complex domain dynamics in ferroelectric thin films // Scientific Reports. - 2015. -V.5. - P.11625.

150. Lee J.H., Shin R.H., Jo W. Polarization switching and relaxation dynamics of bismuth layered ferroelectric thin films: Role of oxygen defect sites and crystallinity // Physical Review B. - 2011. - V.84. - P.094112.

151. Pryakhina V. I., Greshnyakov E. D., Lisjikh B. I., Akhmatkhanov A. R., Alikin D. O., Shur V. Ya, Bartasyte A. As-grown domain structure in lithium tantalate with spatially nonuniform composition // Ferroelectrics. - 2018. - V.525. - I.1. - P.47.

152. Pryakhina V. I., Alikin D. O., Negashev S. A., Shur V. Ya. Evolution of domain structure and formation of charged domain walls during polarization reversal in lithium niobate single crystals modified by vacuum annealing // Physics of the Solid State. -2018. - V.60. - I.1. - P.103.

153. Pamyatnykh L. A., Filippov B. N., Agafonov L. Y., Lysov M. S. Motion and Interaction of Magnetic Dislocations in Alternating Magnetic Field // Scientific Reports. - 2017. - V.7. - P.18084.

154. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шапаева Т.Б. Динамика доменных границ в пленках ферритов-гранатов в больших плоскостных магнитных полях // Физика твердого тела. - 2010. - T.52. - B.9. - C.1795.

155. Chetkin M.V., Kurbatova Yu.N., Shapaeva T.B. Solitary deflection waves on the supersonic domain wall in yttrium orthoferrite // J. Magn. Magn. Mater. - 2012. -V.324. - P.3576.

156. Beaurepaire E., Merle J.-C., Daunois A., Bigot J.-Y. Ultrafast Spin Dynamics in Ferromagnetic Nickel // Phys. Rev. Lett. - 1996. - V.76. - P.4250.

157. Kimel A. V., Kirilyuk A., Tsvetkov A., Pisarev R. V., Rasing T. Laser-induced ultrafast spin reorientation in the antiferromagnet TmFeO3 // Nature. - 2004. - V. 429.

- P. 850.

158. Huisman T. J., Mikhaylovskiy R. V., Costa J. D., Freimuth F., Paz E., Ventura J., Freitas P. P., Blügel S., Mokrousov Y., Rasing Th and Kimel A. V., Femtosecond control of electric currents in metallic ferromagnetic heterostructures // Nat. Nanotechnol. - 2016. - V. 11. - P.455-459.

159. Dong X., Zhou X., Kang J., Chen L., Lei Z., Zhang Ch., Wong K.K.Y., Zhang X. Ultrafast time-stretch microscopy based on dual-comb asynchronous optical sampling // Optics Letters. - 2018. - V. 43. - I. 9. - P.2118.

160. Yoon S.J., Guo Zh., dos Santos Claro P.C., Shevchenko E.V., Huang L. Direct Imaging of Long-Range Exciton Transport in Quantum Dot Superlattices by Ultrafast Microscopy // ACS Nano. - 2016. - V. 10. - P. 7208.

161. Holmes S., Ripple A.L., Manheimer M.A. Energy-efficient superconducting computing - power budgets and requirements // IEEE Trans. Appl. Supercond. - 2013.

- V. 23. - P. 1701610.

162. Stanciu C. D., Hansteen F., Kimel A. V., Kirilyuk A., Tsukamoto A., Itoh A., Rasing Th. All-Optical Magnetic Recording with Circularly Polarized Light // Phys. Rev. Lett.

- 2007. - V. 99. - P. 047601.

163. Rana D.S., Kawayama I., Mavani K., Takahashi K., Murakami H., Tonouchi M. Understanding the Nature of Ultrafast Polarization Dynamics of Ferroelectric Memory in the Multiferroic BiFeO3 // Adv. Mater. - 2009. - V.21. - P. 2881-2885.

164. Fiebig M., Pavlov V. V., Pisarev R.V. Second-harmonic generation as a tool for studying electronic and magnetic structures of crystals: review // J. Optic. Soc. Amer. B. - 2005. - V. 22. - I.1. - P.96-118.

165. Yokota H., Kaneshiro J., Uesu Y. Optical Second Harmonic Generation Microscopy as a Tool of Material Diagnosis // Physics Research International. - 2012. - 704634 (12pp).

166. Мишина Е.Д., Семин С.В., Швырков К.В., Кудрявцев А.В., Ильин Н.А., Шерстюк Н.Э., Мухортов В.М. Нелинейно-оптическая микроскопия и

220

спектроскопия сегнетоэлектрических и мультиферроидных материалов // Физика твердого тела. - 2012. - T. 54. - B. 5. - C. 836.

167. Kurimura S., Uesu Y. Application of the second harmonic generation microscope to nondestructive observation of periodically poled ferroelectric domains in quasi-phase-matched wavelength converters // J. Appl. Phys. - 1997. - V. 81. - I. 1. - 369372.

168. Uesu Y., Yokota H., Kawado S., Kaneshiro J., Kurimura S., Kato N. Three-dimensional observations of periodically poled domains in a LiTaO3 quasiphase matching crystal by second harmonic generation tomography // Appl. Phys. Lett. -2007. - V. 91. - P. 182904.

169. Kokhanchik L.S., Gainutdinov R. V., Lavrov S.D., Mishina E.D., Volk T.R. E-Beam Recording of Domain Structures on the Nonpolar Surface of LiNbO 3 Crystals at Different SEM Voltages and Their Investigation by PFM and SHG Microscopy // Ferroelectrics. - 2015. - V. 480. - № 1. - P. 49-57.

170. Kokhanchik L.S., Gainutdinov R. V., Lavrov S.D., Volk T.R. Characteristics of microdomains and microdomain patterns recorded by electron beam irradiation on Y-cut LiNbO3 crystals // J. Appl. Phys. - 2015. - V. 118. - № 7. - P. 72001.

171. Н. Бломберген. Нелинейная оптика. -М.: Мир, 1996, - 424 с.

172. Шен, И.Р., Принципы нелинейной оптики, пер. с англ., М., Наука, 1989, 561 стр.

173. Guyot-Sionnest P., Chen W., Shen Y.R. General consideration on optical second harmonic generation from surfaces and interfaces. // Phys. Rev. B - 1986. - v.33. - pp. 8254-8263.

174. Гинзбург В.Л. Теория сегнетоэлектрических явлений // Успехи Физических Наук. - 1949. - V. 38. - № 4. - P. 490-525.

175. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Статистическая физика. Часть 2. Теория конденсированного состояния. Наука, 1978. 448 p.

176. Рабе К.М., Ана Ч.Г., Трискона Ж.-М. Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд. Москва: БИНОМ, 2015. 443 p.

177. Hewat A.W. Soft modes and the structure, spontaneous polarization and Curie constants of perovskite ferroelectrics: tetragonal potassium niobate // J. Phys. C Solid State Phys. - 1973. - V. 6. - № 6. - P. 1074-1084.

178. Murgan R., Tilley D.R., Ishibashi Y., Webb J.F., Osman J. Calculation of nonlinear susceptibility tensor components in ferroelectrics: cubic, tetragonal, and rhomboedral symmetries. // J. Opt. Soc. Am. B - 2002. - v. 19. - No. 9. - pp. 2007 - 2021.

179. Osman J., Ishibashi Y., Tilley D.R. Calculation of nonlinear susceptibility tensor components in ferroelectrics. // Jpn. J. Appl. Phys. - 1998. - v.37. - pp. 4887-4893.

180. Mishina E.D., Sherstyuk N.E., Pevtsov E.Ph., Vorotilov K.A., Sigov A.S., Moret M.P., Rossinger S.A, Larsen P.K., Rasing Th. Local probing of the polarization state in thin PbZrTiO3 films during polarization reversal // Appl. Phys. Lett. - 2001. - V.78. - P.796

181. Шерстюк Н.Э. Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектрических тонких пленок и наноструктур для микроэлектроники // Диссертация на соискание степени канд. физ.-мат. наук. спец. 05.27.01. Москва, 2005. 198 с

182. Sherstyuk N. E., Mishina E. D., Lavrov S. D., Buryakov A. M., Marchenkova M. A., Elshin A. S., Sigov A. S. Optical Second Harmonic Generation Microscopy for Ferroic Materials // Ferroelectrics. - 2015. - V.477:1. - P.29-46.

183. Шерстюк Н.Э. Нелинейно-оптические исследования сегнетоэлектриков: в направлении к нанометрам и пикосекундам. // Материалы международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» INTERMATIC - 2004, 7 - 10 сентября 2004 года, Москва, Часть 3, стр. 7 - 16.

184. Ivanov M. S., Sherstyuk N. E., Mishina E. D., Sigov A. S., Mukhortov V. M., Moshnyaga V. T. Enhanced Magnetization and Ferroelectric Switching in Multiferroic BST/BNFO Superstructures // Ferroelectrics. - 2012. - V.433:1. - P. 158-163.

185. Mishina E. D., Muhortov V. M., Sigov A. S. Ferroelectrics in planar geometry: fabrication and perspectives for integration // Integrated Ferroelectrics. - 2009. - V. 106. - P.1-10.

186. Brekhov K. A., Ivanov M. S., Sherstyuk N. E., Mishina E. D., Mukhortov V. M., Moshnyaga V. T. Enhanced Magnetization and Second Harmonic Generation in Multiferroic BST/NBFO Superstructures // Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, Moscow, Russia, August 19-23. - 2012. - C. 1107-1110.

187. Шерстюк Н.Э., Ильин Н.А., Семин С.В., Мишина Е.Д., Мухортов В.М. Исследование сегнетоэлектрических свойств пленок феррита висмута методом

222

генерации второй оптической гармоники // ФТТ. - 2009. - T.51. - B.7. - C. 12841286.

188. J. Alaria, P. Borisov, M. S. Dyer, T. D. Manning, S. Lepadatu, M. G. Cain, E. D. Mishina, N. E. Sherstyuk, N. A. Ilyin, J. Hadermann, D. Lederman, J. B. Claridge and M. J. Rosseinsky. Engineered spatial inversion symmetry breaking in an oxide heterostructure built from isosymmetric room-temperature magnetically ordered components // Chem. Sci., 2014. V.5. P.1599-1610.

189. Mohaghegh N, Kamrani S, Tasviri M, Elahifard M, Gholami M. Nanoporous Ag2O photocatalysts based on copper terephthalate metal-organic frameworks // J Mater Sci. - 2015. - V. 50. - I. 13. - P. 4536-4546.

190. Liang Z, Qu C, Xia D, Zou R, Xu Q. Atomically dispersed metal sites in MOF-based materials for electrocatalytic and photocatalytic energy conversion // Angew Chem Int Ed Engl. - 2018. - V.57. - I.31. - P. 9604-9633.

191. Dolgopolova EA, Rice AM, Martin CR, Shustova NB. Photochemistry and photophysics of MOFs: steps towards MOF-based sensing enhancements // Chem. Soc. Rev. - 2018. - V.47. P.4710-4728.

192. Mishina E.D., Tsirlina G.A., Timofeeva E.V., Sherstyuk N.E., Borzenko M.I., Tanimura N., Nakabayashi S., Petrii O.A. Adlayers of Keggin Type Polytungstate Anions on Platinum: Negligible Electrochemical Signatures and Manifestations of "Molecular UPD" // J. Phys. Chem. B. - 2004. - V.108. - I.44. - P. 17096-17105.

193. Cai, L., Xiao, X., Loy, M. M. T. Desorption of polyatomic molecules from the Pt(111) surface by femtosecond laser radiation // The Journal of Chemical Physics. -2001. - V. 115. - I. 20. - P. 9490-9495.

194. Pozniak, B., Mo, Y., Stefan, I. C., Mantey, K., Hartmann, M., & Scherson, D. A. In Situ Time-Resolved Second-Harmonic Generation from Pt(111) Microfacetted Single-Crystal Platinum Microspheres // The Journal of Physical Chemistry B. - 2001. - V. 105. - I. 33. - P. 7874-7877.

195. Dzhavakhidze, P. G., Kornyshev, A. A., Liebsch, A., & Urbakh, M. Theory of second-harmonic generation at the metal-electrolyte interface // Physical Review B. -1992. - V. 45. - I. 16. - P. 9339-9346.

196. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Толмачёв Г.Н., Мащенко А.И. Гетероэпитаксиальный рост плёнок сложного оксида из самоорганизованной

223

системы, образующейся в плазме газового разряда. // ЖТФ. - 2000. - T.12. -C.1235-1247

197. Sigov A.S., Mishina E.D., Mukhortov V.M. Thin ferroelectric films: Preparation and prospects of integration // Phys. Solid State. - 2010. - V. 52. - I. 4. - P. 762-770/

198. Mukhortov V.M., Golovko Yu.I., Zelenchuk P.A., Yuzyuk Yu.I. Barium-strotium titanate based ferroelectric heterostructures // Integrated Ferroelectrics: An International Journal. - 2009. - V.107:1. - P.83-91

199. Киселев Д.А., Холкин А.Л., Богомолов А.А., Сергеева О.Н., Каптелов Е.Ю., Пронин И.П. Пьезо- и пироэлектрические петли гистерезиса униполярных тонких пленок цирконата-титаната свинца // Письма в ЖТФ. - 2008. - Т.34. -В.15. -C. 28-35.

200. Ch. Kittel. Introduction to Solid State Physics. Wiley John + Sons, 2004

201. Брехов К. А., Лавров С. Д., Ильин Н. А., Шерстюк Н. Э., Сигов А. С., Мухортов В. М., Мишина Е. Д. Переключаемые фотонные кристаллы для применения в устройствах: роль пространственного распределения поляризации // Известия РАН. Сер. Физическая, 2013. Т.77, №10, стр. 1539-1540.

202. Tagantsev A.K., Sherman V.O., Astafiev K.F., Venkatesh J., Setter N. Ferroelectric Materials for Microwave Tunable Applications // Journal of Electroceramics. - 2003. - V. 11. - P. 5-66.

203. Borderon, C., Ginestar, S., Gundel, H. W., Haskou, A., Nadaud, K., Renoud, R., & Sharaiha, A. Design and Development of a Tunable Ferroelectric Microwave Surface Mounted Device // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers. - 2020. - V.67. - I. 9. -P.1733-1737.

204. Gupta, P., Mahapatra, P.K. & Choudhary, R.N.P. Structural, Dielectric and Electrical Characteristics of Lead-Free Ferroelectric Ceramic: Bi2SmTiVO9.// J. Electron. Mater. - 2018. - V.47. - P. 5458-5467.

205. Wang J., Park M., Mertin S., Pensala T., Ayazi F., Ansari A. A Film Bulk Acoustic Resonator Based on Ferroelectric Aluminum Scandium Nitride Films // Journal of Microelectromechanical Systems. - 2020. - V.29. - I.5. - P.741-747.

206. Astafiev K.F., Sherman V.O., Tagantsev A.K., Setter N. Can the addition of a dielectric improve the figure of merit of a tunable material? // Journal of the European Ceramic Society. - 2003. - V. 23. - P. 2381-2386.

207. Леванюк А.П., Misirlioglu I.B., Мишина Е.Д., Сигов А.С. Эффекты деполяризующего поля в перфорированной пленке двухосного сегнетоэлектрика // Физика твердого тела. - 2012. - T.54. - B.11. - C.2106-2114.

208. Martinez-Ayuso G., Friswell M.I., Haddad Khodaparast H., Roscow J.I., Bowen C.R. Electric field distribution in porous piezoelectric materials during polarization // Acta Materialia. - 2019. - V.173. - P.332-341

209. Balachandran R., Ong B.H., Wong H.Y., Tan K.B., Muhamad Rasat M. Dielectric Characteristics of Barium Strontium Titanate Based Metal Insulator Metal Capacitor for Dynamic Random Access Memory Cell // Int. J. Electrochem. Sci. - 2012. - V.7. -P. 11895-11903.

210. Subramanian, M.A., Shannon, R.D., Chai, B.H.T., Abraham M.M., Wintersgill M.C. Dielectric constants of BeO, MgO, and CaO using the two-terminal method // Phys. Chem. Miner. - 1989. - V.16. - N 8. - P. 741-746.

211. Takeda K., Muraishi T., Hoshina T., Takeda H., Tsurumi T. Dielectric tunability and electro-optic effect of Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films // J. Appl. Phys. - 2010. - V. 107. - № 7. - P. 074105.

212. Yoon Y.-K., Kenney J.S., Hunt A.T., Allen M.G. Low-loss microelectrodes fabricated using reverse-side exposure for a tunable ferroelectric capacitor application // J. Micromechanics Microengineering. - 2006. - V. 16. - № 2. - P. 225-234

213. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Бирюков С.В., Анохин А., Юзюк Ю.И. Влияние механизмов роста на деформацию элементарной ячейки и переключение поляризации в гетероструктурах титаната бария-стронция на оксиде магния // Журнал технической физики. - 2016. - T.86. - B. 1. - C. 93-98

214. Jiang Sh., Zhang H., Lin R., Liu Sh., Liu M. Electrical Properties of BST Thin Films Fabricated by a Modified Sol—Gel Processing // Integrated Ferroelectrics. - 2005. -V. 70:1. - P.1-9.

215. Girard P. Electrostatic force microscopy: principles and some applications to semiconductors // Nanotechnology. - 2001. - V.12. - I.4. - P. 485-490.

216. Kholkin A. L., Kalinin S. V., Roelofs A., Gruverman A. In Scanning Probe Microscopy: Electrical and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale , Vol. I , (Eds: S. Kalinin , A. Gruverman), Springer , New York. - 2006.

217. Uesu Y., Mohri H., Shindo Y., Kurimura S. SHG interference microscope as a tool of nondestructive observation of ferroelectric 180° domain structures // Ferroelectrics. - 2001. - V. 253. - I.1. - P.115-124.

218. Е.Д. Мишина, Н.Э. Шерстюк, А.А. Зайцев, В.М. Мухортов, А.С. Сигов.

"1—Г U U и U U 1 U

Переключаемый нелинейный двумерный сегнетоэлектрический фотонный кристалл // Изв. РАН. Сер. Физическая. - 2007. - Т.71. - №10. - С.1424-1427.

219. Vasudevan R. K., Balke N., Maksymovych P., Jesse S., Kalinin S.V. Ferroelectric or non-ferroelectric: Why so many materials exhibit "ferroelectricity" on the nanoscale // Appl. Phys. Rev. - 2017. - V.4. - P. 021302.

220. Inoue R., Ishikawa Sh., Imura R., Kitanaka Yu., Oguchi T., Noguchi Yu., Miyayama M. Giant photovoltaic effect of ferroelectric domain walls in perovskite single crystals // Scientific Reports. - 2015. - V.5. - P.14741(1-9).

221. Nagarajan V., Roytburd A., Stanishevsky A., Prasertchoung S., Zhao T., Chen L., Melngailis J., Auciello O., Ramesh R. Dynamics of ferroelastic domains in ferroelectric thin films // Nature Mater. - 2003. - V.2. - P.43-47.

222. McQuaid R.G.P., McGilly L.J., Sharma P., Gruverman A., Gregg J.M. Mesoscale flux-closure domain formation in single-crystal BaTiO3 // Nature Communications. -2011. - V.2. - P. 404.

223. Steinhauer D.E., Vlahacos C.P., Wellstood F.C., Anlage S.M. Imaging of microwave permittivity, tunability, and damage recovery in (Ba, Sr)TiO3 thin films // Appl. Phys. Lett. - 1999. - V.75. - P.3180

224. Steinhauer D.E., Vlahacos C.P., Wellstood F.C., Anlage S.M. Quantitative imaging of dielectric permittivity and tunability with a near-field scanning microwave microscope // Rev. Sci. Instrum. - 2000. - V.71. - P. 2751

225. Bass M. Optical Rectification // Phys. Rev. Lett. - 1962. - V.9. - P. 446.

226. Морозов Б.Н., Айвазян Ю.М. Эффект оптического выпрямления и его применение (обзор) // Квантовая электроника. - 1980. - Т.7. - В.1. - С.5-33.

227. Hu Y., Marks B.S., Menyuk C.R., Urick V.J., Williams K.J. Modeling Sources of Nonlinearity in a Simple p-i-n Photodetector // Journal of Lightwave Technology. -2014. - V.32. - I.20. - P.3710-3720.

228. Brian H. Kolner and Lanbing Kang. AM-to-PM conversion in a resonant microwave optical rectification detector // Optics Letters. - 2017. - V.42. - I.2. - P.263-266.

229. Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Волков А.П., Свирко Ю.П. Быстродействующий пленочный фотоприемник мощного лазерного излучения на эффекте оптического выпрямления // Журнал технической физики. - 2006. -T.76. - B.9. - C.81-87.

230. Lewis R.A. A review of terahertz sources // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2014. - V.47.

- P.374001

231. Lewis R.A. A review of terahertz detectors // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2014. - V.52.

- P. 433001

232. Y. Zhang, K. Li, H. Zhao. Intense terahertz radiation: generation and application. // Front. Optoelectron. - 2021. - V.14. - I.1. - P.4-36.

233. Jin Y.H., Zhang X.-C. Terahertz optical rectification // Journal of nonlinear optical physics and materials. - 1995. - V.4. - No.2. - P.459-495.

234. Агранат М.Б., Ильина И.В., Ситников Д.С. Применение терагерцовой спектроскопии для дистанционного экспресс-анализа газов // Теплофизика высоких температур. - 2017. - T.55. - B.6. - P.759-774.

235. Meyer F., Hekmat N., Mansourzadeh S., Fobbe F., Aslani F., Hoffmann M., Saraceno C. J. Optical rectification of a 100 W average power mode-locked thin-disk oscillator // Optics Letters. - 2018. - V.43. - No.24. - P.5909-5912.

236. Sanjuan F., Gaborit G., Coutaz J-L. Sub-wavelength terahertz imaging through optical rectification // Scientific Reports. - 2018. - V.8. - P.13492.

237. Yamashita, M., Kawase, K., Otani, C., Kiwa, T. & Tonouchi, M. Imaging of large-scale integrated circuits using laser terahertz emission microscopy // Opt. Exp. - 2003.

- V.13. - P.115-120.

238. Wang R., Xie L., Hameed S., Wang Ch., Ying Y. Mechanisms and applications of carbon nanotubes in terahertz devices: A review // Carbon. - Л2018. - V.132. - P.42-58.

239. Fateev D.V., Mashinsky K.V., Popov V.V. Terahertz plasmonic rectification in a spatially periodic graphene // Applied Physics Letters. - 2017. - V. 110. - P.061106.

227

240. Knap W., Dyakonov M., Coquillat D., Teppe F., Dyakonova N., Lusakowski J., Karpierz K., Sakowicz M., Valusis G., Seliuta D., Kasalynas I., El Fatimy A., Meziani Y. M., Otsuji T. Field effect transistors for terahertz detection: physics and first imaging applications // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. - 2009. - V.30. - P. 1319.

241. Fateev D.V., Mashinsky K.V., Qin H., Sun J., Popov V.V. Giant Effect of Terahertz-Radiation Rectification in Periodic Graphene Plasmonic Structures // Semiconductors.

- 2017. - V.51. - I.11. - P.1500-1504.

242. Olbrich P., Kamann J., Konig M., Munzert J., Tutsch L., Eroms J., Weiss D., Liu M.-H., Golub L. E., Ivchenko E. L., Popov V. V., Fateev D. V., Mashinsky K. V., Fromm F., Seyller T., Ganichev S. D. Terahertz ratchet effects in graphene with a lateral superlattice // Phys. Rev. B. - 2016. - V.93. - P.075422.

243. Ishibashi Y., Iwata M. Morphotropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-Type Oxide Ferroelectrics // Jpn. J. Appl. Phys. - 1998. - V.37. - P. L 985-L 987

244. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. (пер. с английского под ред. В.В. Леманова и Г.А. Смоленского) // М.: Мир, 1981 г.- 736 с.

245. Bush A.A., Venevtsev Y.N., Crystallogr. Reports 26, 70 (1981)

246. Mishina E., Grishunin K., Bilyk V., Sherstyuk N., Sigov A., Mukhortov V., Ovchinnikov A., Kimel A. Ultrafast polarization switching of (BaSr)TiO3 thin film by a single-period terahertz pulse in a vicinity of phase transition // Ferroelectrics. - 2018.

- V.532. - Р.199-207.

247. Everhardt A.S., Damerio S., Zorn J.A., Zhou S., Domingo N., Catalan G., Salje E.K.H., Chen L-Q., Noheda B. Periodicity-Doubling Cascades: Direct Observation in Ferroelastic Materials // Physical Review Letters. - 2019. - V.123. - P.087603(1-6).

248. Doane J., Grunloh H., Martin W., Wu W. Polarizer miter bends for high-power microwave transmission:Ohmic loss and cooling // Fusion Engineering and Design. -2016. - V.102. - P. 99-107.

249. Trzebiatowska-Gusowska M., Plinski E. F., Baran J., Walczakowski M. J., Jarzab P. P., Nowak K., Fuglewicz B., Mikulics M., Palka N., Szustakowski M. Terahertz and Raman spectra of non-centrosymmetrical organic molecular crystals // Optical Materials. - 2014. - V.37. - P.28-35

250. Li Zh., Yuan B., Wang S., Wang M., Bing P. Terahertz Wave Generation via Stimulated Polariton Scattering in BaTiO3 Bulk Crystal with High Parametric Gain // Current Optics and Photonics. - 2018. - V.2. - P.261-268

251. Bilyk V., Mishina E., Sherstyuk N., Bush A., Ovchinnikov A., Agranat M. Transient Polarization Reversal using an Intense THz Pulse in Silicon-Doped Lead Germanate // Phys. Status Solidi RRL. - 2021. - V.15. - P.2000460(5 pp)

252. Vicario C., Jazbinsek M., Ovchinnikov A. V., Chefonov O. V., Ashitkov S. I., Agranat M. B., Hauri C. P. High efficiency THz generation in DSTMS, DAST and OH1 pumped by Cr:forsterite laser // Opt. Express. - 2015. - V.23. - №4. - P. 4573

253. Koch W.T.H, Munser R., Ruppel W., Wurfel P. Bulk photovoltaic effect in BaTlO3 // Solid State Communication. -1975. - V.17. - P.847-850.

254. Koch W.T.H., Munser R., Ruppel W., Würfel P. Anomalous photovoltage in BaTiO3 // Ferroelectrics. - 1976. - V.13. -I.1. - 305-307.

255. Фридкин В.М., Попов Б.Н. Аномальный фотовольтаический эффект в сегнетоэлектриках. // Успехи физических наук. - 1978. - Т.126. - В.4. - С.657-671.

256. Young S.M., Rappe A.M. First Principles Calculation of the Shift Current Photovoltaic Effect in Ferroelectrics // Phys. Rev. Lett. - 2012. - V. 109. -P. 116601

257. Won C. J., Park Y. A., Lee K. D., Ryu H. Y., Hur N. Diode and photocurrent effect in ferroelectric BaTiO3-5 // J. Appl. Phys. - 2011. - V.109. - P.084108.

258. Young S. The bulk photovoltaic effect as a platform for ultrafast, nanoscale photosensitive devices // Proc. SPIE. Ultrafast Bandgap Photonics II. - 2017. -P.10193.

259. Wemple S. H., DiDomenico M., JR., Jayaraman A. Electron Scattering in Perovskite-Oxide Ferroelectric Semiconductors // Physical Review. - 1969. - V.180. -No.2. - P.547-556.

260. Богомолов А.А., Солнышкин А.В., Киселев Д.А., Раевский И.П., Проценко Н.П., Санджиев Д.Н. Температурное поведение фотовольтаического и пироэлектрического откликов пленок сегнетоэлектрика-полупроводника Sn2P2S6 // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2008. - №6. - С.98-103.

261. Малышкина О.В., Мовчикова А.А. Расчет координатных зависимостей эффективного значения пирокоэффициента в условиях прямоугольной

229

модуляции теплового потока с использованием цифровых методов обработки сигнала // Физика твердого тела. - 2006. - Т.48. - В.6. - С.965-966,

262. Малышкина О.В., Мовчикова А.А., Suchaneck G. Новый метод определения координатных зависимостей пиротока в сегнетоэлектрических материалах // Физика твердого тела. - 2007. - Т.49. - В.11. - С.2045-2048.

263. Кушнарев П.И., Масловская А.Г., Согр А.А. Математическое моделирование пироэлектрического отклика в окрестности фазового перехода // Моделирование систем. - 2004. - №1(7). - С.57-64.

264. Guo B., Sun J., Lu Y., Jiang L. Ultrafast dynamics observation during femtosecond laser-material interaction // Int. J. Extrem. Manuf. - 2019. - V.1. - P.032004.

265. Petzelt J., Kamba S. Far infrared and terahertz spectroscopy of ferroelectric soft modes in thin films: A review //Ferroelectrics. -2016. - V.503. - I.1. - P.19-44.

266. Poznyak, S.K., Kulak, A.I. Optical and Photoelectrochemical Properties of Lead Zirconate Titanate Thin Films Obtained by the Sol-Gel Method // J Appl Spectrosc. -2014. - V.81. - P.866-872.

267. Cai W., Fu Ch., Gao J., Guo Q., Deng X., Zhang Ch. Preparation and optical properties of barium titanate thin films // Physica B: Condensed Matter. -2011. -V.406. - I.19. - P.3583-3587

268. D. Redfield and W. J. Burke, Optical Absorption Edge of LiNbO3 // J. Appl. Phys. - 1974. - V.45. - P.4566

269. Брехов К.А., Гришунин К.А., Афанасьев Д.В., Семин С.В., Шерстюк Н.Э., Китаева Г.Х., Мишина Е.Д., Расинг Т., Кимель А.В. Светоиндуцированная динамика и фемтосекундное возбуждение фононных мод в сегнетоэлектрике-полупроводнике SmP2S6 // Письма в ЖЭТФ. - 2015. - Т.102. - В.6. - С.410-416.

270. Yevych R.M., Vysochanskii Yu.M. The second order phase transition in SrnP2S6 crystals: anharmonic oscillator model // Cond. Mat. Phys. - 2008. - V.11. - P.417.

271. Grubel S., Johnson J.A., Beaud P., Dornes C., Ferrer A., Haborets V., Huber L., Huber T., Kohutych A., Kubacka T., Kubli M., Mariager S.O., Rittmann J., Saari J.I., Vysochanskii Y., Ingold G., Johnson S.L. Ultrafast X-ray diffraction of a ferroelectric soft mode driven by broadband terahertz pulses // ArXiv. -2016. - ArXiv ID 1602.05435.

272. A. Subedi. Midinfrared-light-induced ferroelectricity in oxide paraelectrics via nonlinear phononics // Phys. Rev. B. - 2017. - V.95. - P.134113.

273. Valdmanis J., Mourou G., Gabel C. Subpicosecond electrical sampling // IEEE J. Quantum Electron. - 1983. - Vol. 19 - № 4. - P. 664-667.

274. Nahata A., Auston D.H., Heinz T.F. Coherent detection of freely propagating terahertz radiation by electro-optic sampling // Appl. Phys. Lett. - 1996. - V.68. - №2.

- P.150-152.

275. Blanchard, F., Sharma, G., Razzari, L., Ropagnol, X., Bandulet, H.-C., Vidal, F., Morandotti, R., Kieffer, J-C., Ozaki, T., Tiedje, H., Haugen, H., Reid, M., Hegmann, F. Generation of Intense Terahertz Radiation via Optical Methods // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. - 2011. - V.17. - №1. - P. 5-16.

276. Юзюк Ю.И., Захарченко И.Н., Алёшин В.А., Леонтьев И.Н., Рабкин Л.М., Мухортов В.М., Simon P. Влияние механизма роста и термоупругих напряжений на динамику кристаллической решетки гетероэпитаксиальных пленок титаната бария-стронция // Физика твердого тела. - 2007. - T.49. - B.9. - C.1676-1682.

277. Pertsev N. A., Zembilgotov A. G., Tagantsev A. K. Effect of Mechanical Boundary Conditions on Phase Diagrams of Epitaxial Ferroelectric Thin Films // Phys. Rev. Lett.

- 1998. - V.80. - P.1988.

278. D. A. Tenne, A. Soukiassian, X. X. Xi, H. Choosuwan, R. Guo, A. S. Bhalla. Lattice dynamics in BaxSr1-xTiO3 thin films studied by Raman spectroscopy // J. Appl. Phys.

- 2004. - V.96. - P.6597.

279. Анохин А.С., Разумная А.Г., Юзюк Ю.И., Головко Ю.И., Мухортов В.М. Фазовые переходы в пленках титаната бария-стронция на подложках MgO различной ориентации // Физика твердого телаю - 2016. - T.58. - C.2027-2034.

280. Mishina E. D., Sherstyuk N. E., Stadnichuk V. I., Sigov A. S., Mukhorotov V. M., Golovko Yu. I., van Etteger A., Rasing Th. Nonlinear-optical probing of nanosecond ferroelectric switching // Applied Physics Letters. - 2003. - V.83. - N.12. - Р. 24022404.

281. Билык В.Р. Динамика диэлектрической поляризации под действием электрического поля терагерцовой частоты в тонкой пленке титаната бария-стронция и кристалле титаната стронция. Дисс. .. .канд. физ-мат. наук. / Тверской государственный университет. - Тверь, 2019. - 127 с.

282. Mishina E., Grishunin K., Bilyk V., Sherstyuk N., Sigov A., Mukhortov V., Ovchinnikov A., Kimel A. Polarization switching in ferroelectric thin film induced by a single-period terahertz pulse // MRS Advances. - 2018. - V.3. - I. 33. - P. 1901-1906

283. Grischkowsky, D., Keiding, S. THz time-domain spectroscopy of high Tc substrates // Appl. Phys. Lett. - 1990. - V.57. - P. 1055-1057.

284. Hunziker, C., Kwon, S.-J., Figi, H., Juvalta, F., Kwon, O-P., Jazbinsek, M., Gunter, P. Configurationally locked, phenolic polyene organic crystal 2-{3-(4-hydroxystyryl)-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene}malononitrile: Linear and nonlinear optical properties // J. Opt. Soc. Am. B. - 2008. - V.25. - P.1678.

285. Subkhangulov R.R., Mikhaylovskiy R.V., Zvezdin A.K., Kruglyak V.V., Rasing Th., Kimel A.V. Terahertz modulation of the Faraday rotation by laser pulses via the optical Kerr effect // Nat. Photonics. - 2016. - V. 10. - P.111-114.

286. Sajadi, M., Wolf, M., Kampfrath, T. Terahertz-field-induced optical birefringence in common window and substrate materials // Opt. Express. - 2015. -V.23. - P.28985.

287. Стрюков Д.В., Мухортов В.М., Головко Ю.И., Бирюков С.В. Особенности сегнетоэлектрического состояния в двухслойных гетероструктурах на основе титаната бария-стронция // Физика твердого тела. - 2018. - T.60. - B.1. - C.113-117.

288. Мухортов В.М., Головко Ю.И., Павленко А.В., Стрюков Д.В., Бирюков С.В., Ковтун А.П., Зинченко С.П. Особенности эффекта поля в структуре металл-сегнетоэлектрик-полупроводник при использовани многослойных сегнетоэлектрических пленок с различными структурными типами // Физика твердого тела. - 2018. - T.60. - B.9. - C.1741-1747.

289. Mishina E., Bilyk V., Sherstyuk N., Sigov A. Ferroelectric switching by (sub)-picosecond electromagnetic pulse // Ferroelectrics. - 2021. - V.577. - P.1-12.

290. Z. Duan, Q. Yu, J. Wu, J. Sun, Z. Hu, J. Chu. Lattice dynamics and dielectric functions of multiferroic BiFeO3/c-sapphire films determined by infrared reflectance spectra and temperature-dependent Raman scattering // Thin Solid Films. - 2012. -V.525. - P.188.

291. Merz W. J. Domain formation and domain wall motions in ferroelectric BaTiO3 single crystals // Phys. Rev. - 1954. - V.95. - I.3. P.690.

292. Fadnavis S. A., Katpatal A. G. Nd+3 doped lead germanate — a good candidate for pyroelectric detector // Ferroelectrics. -1998. - V.211. - I.1. - P.79-87.

293. Gruverman A., Ponomarev N., Takahashi K. Domain Nucleation During Polarization Reversal in Lead Germanate //Jpn. J. Appl. Phys. - 1994. - V.33. - I.1. -P.5536.

294. Li T., Teng Hsu Sh., Ulrich B., Ying H., Stecker L., Evans D., Ono Y., Maa J., Lee J.J. Fabrication and characterization of a Pb5Ge3O11 one-transistor-memory device // Applied Physics Letters. -2001. - V.79. - P.1661.

295. Yue X., Mendricks S., Hu Y., Hesse H., Kip D. Photorefractive effect in doped PbsGesOn and in (Pb1-xBax)5GesOn // J. Appl. Phys. - 1998. - V.83. - P.3473.

296. Yue X., Mendricks S., Nikolajsen T., Hesse H., Kip D., Krätzig E. Transient enhancement of photorefractive gratings in lead germanate by homogeneous pyroelectric fields // J. Opt. Soc. Am. B. - 1999. - V.16. - P.389.

297. Jankowska-Sumara I., Gwizd P., Majchrowski A., Soszynski A. Electrocaloric effect in pure and Cr doped lead germanate single crystals // Materials Chemistry and Physics. - 2020. - V.242. - P. 122494.

298. Ghulghule J.R. Effect of lanthanum dopant on dielectric dispersion of Lead Germanate (PbsGesOn) single crystals // J. Phys.: Conf. Ser. - 2021. - V.1913. -P.012050

299. Kim J.H., Kim J.B., Lee K.S., Choi B.C., Kim J.N., Lee S.D. An impedance relaxation of Pb5Ge3O11 single crystal // Solid State Communication. -1993. - V.86. - No.4. - P.257-260.

300. Mansingh A., Shrivastava K.N., Effect of surface capacitance on the dielectric behavior of ferroelectric lead germanate // J. Appl.Phys. - 1979. - V.50. - No.6. - P. 4319-23

301. Буш А.А., Каменцев К.Е., Мамин Р.Ф. Трансформация диэлектрических свойств и возникновение релаксоторного поведения в кристаллах Pb5(Ge1-xSix)sOn // ЖЭТФ. - 2005. - Т.127. - В.1. - С.156-170

302. Iwasaki H., Miyazawa Sh., Koizumi H., Sugii K., Niizeki N. Ferroelectric and optical properties of PbsGesOn and its isomorphous compound PbsGe2SiOn // J. Appl. Phys. - 1972. - V.43. - P.4907.

303. Muller-Lierheim W., Gebhardt W., Otto H. H., Busse G. The phase transformations in PbsGesOn and in the PbsGe3-xSixOn mixed crystals system // Ferroelectrics. -1978.

- V.20. - I.1. -P.299.

304. Gorelik V.S., Pyatyshev A.Yu. Raman scattering from the effective soft mode in lead germanate crystal // J. of Raman spectroscopy. - 2020. - V.51. - I.6. - P.969-977.

305. Билык В.Р., Гришунин К.А. Комплексный показатель преломления титаната стронция в терагерцовом диапазоне частот // Российский технологический журнал. - 2019. - Т.7. - №4. - С.71-80.

306. Mikhaylovskiy R.V., Subkhangulov R.R., Rasing Th., Kimel A.V. Colossal magneto-optical modulation at terahertz frequencies by counterpropagating femtosecond laser pulses in Tb3Ga5O12 // Optics Letters. - 2016. - V.41. - I.21. - P. 5071-5073

307. Li X., Qiu T., Zhang J., Baldini E., Lu J., Rappe A. M., Nelson K. A. Terahertz Field-Induced Ferroelectricity in Quantum Paraelectric SrTiO3 // Science. - 2019. -V.364. - P.1079

308. J.-G. Caputo, E. V. Kazantseva, A. I. Maimistov. Electromagnetically induced switching of ferroelectric thin films // Phys. Rev. B. - 2007. - V.75. P.014113.

309. Oleaga A., Salazar A., Massot M., Molak A., Koralewski M. Thermal Diffusivity and Critical Behaviour of Uniaxial Ferroelectric Pb5Ge3O11 // Ferroelectrics. - 2008.

- V.369. - P.76

310. Jiang A. Q., Lee H. J., Hwang C. S., Scott J. F. Sub-Picosecond Processes of Ferroelectric Domain Switching from Field and Temperature Experiments // Adv. Funct. Mater. - 2012. - V.22. - P.192.

311. Angsten, T., Martin, L. W., Asta, M. Orientation-dependent properties of epitaxially strained perovskite oxide thin films: Insights from first-principles calculations // Phys. Rev. B. - 2017. - V.95. - P.174110.

312. Y. Zhang, Y. Tan, D. Sando, L-Q. Chen, N. Valanoor, Y Zhu, M-G. Han. Controlled Nucleation and Stabilization of Ferroelectric Domain Wall Patterns in Epitaxial (110) Bismuth Ferrite Heterostructures // Adv. Funct. Mater. - 2020. - V.30. - P.2003571.

313. Anokhin, A. S., Biryukov, S. V., Golovko, Y. I., Mukhortov, V. M. Structural and Electric Characteristics of Two-Layer Bi4Ti3O12/(Ba,Sr)TiO3 Thin Films Deposited on

a Silicon Substrate by Radio-Frequency Sputtering at Increased Oxygen Pressures // Phys. Solid State. - 2019. - V.61. - P.139-144.

314. D. Urushihara, M. Komabuchi, N. Ishizawa, M. Iwata, K. Fukuda, T. Asaka. Direct observation of the ferroelectric polarization in the layered perovskite Bi4Ti3O12 // J. Appl. Phys. - 2016. - V. 120. - P. 142117.

315. Shah, S. H. & Bristowe, P. D. First-principles density functional study of polarization-strain coupling in bismuth titanate // J. Phys. Condens. Matter. - 2010. -V.22. - P.385902.

316. Chen, Y., Xu, J., Xie, S., Tan, Z., Nie, R., Guan, Z., Wang, Q., Zhu, J. Ion Doping Effects on the Lattice Distortion and Interlayer Mismatch of Aurivillius-Type Bismuth Titanate Compounds // Materials (Basel). - 2018. - V.11. - P.821.

317. Ramesh R., Luther K., Wilkens B., Hart D. L., Wang E., Tarascon J. M., Inam A., Wu X. D., Venkatesan T. Epitaxial growth of ferroelectric bismuth titanate thin films by pulsed laser deposition // Appl. Phys. Lett. - 1990. - V.57. - P. 1505-1507.

318. Cheng, Z., Kannan, C. V., Ozawa, K., Kimura, H. & Wang, X. Orientation dependent ferroelectric properties in samarium doped bismuth titanate thin films grown by the pulsed-laser-ablation method // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V.89. -P.032901.

319. Anokhin, A. S., Golovko, Y. I., Mukhortov, V. M., Stryukov, D. V. Lattice Structure and Dynamics of Two-Layer Heterostructures of Barium-Strontium Titanate and Layered Bismuth Titanate of Various Thicknesses on a Magnesium Oxide Substrate // Phys. Solid State. - 2019. - V.61. P.2155-2159.

320. McKee, R. A., Walker, F. J. & Chisholm, M. F. Crystalline Oxides on Silicon: The First Five Monolayers // Phys. Rev. Lett. - 1998. - V.81. P.3014-3017.

321. Niu G., Yin S., Saint-Girons G., Gautier B., Lecoeur P., Pillard V., Hollinger G., Vilquin B. Epitaxy of BaTiO3 thin film on Si(001) using a SrTiO3 buffer layer for non-volatile memory application // Microelectron. Eng. - 2011. - V.88. - P.1232-1235.

322. Muller, J., Polakowski P., Muller S., Mulaosmanovic H., Ocker J., Mikolajick T., Slesazeck S., Flachowsky S., Trentzsch M. High endurance strategies for hafnium oxide based ferroelectric field effect transistor // 16th Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMTS) 1-7 (IEEE, 2016).

323. Baek, S.-H., Eom, C.-B. Epitaxial integration of perovskite-based multifunctional oxides on silicon // Acta Mater. - 2013. - V.61. - P.2734-2750.

324. Yu, Z. Z. Yu, J. Ramdani, J. A. Curless, C. D. Overgaard, J. M. Finder, R. Droopad, K. W. Eisenbeiser, J. A. Hallmark, and W. J. Ooms, V. S. Kaushik. Epitaxial oxide thin films on Si(001) // J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanom. Struct. - 2000. - V.18. - P.2139.

325. V. Vaithyanathan, J. Lettieri, W. Tian, A. Sharan, A. Vasudevarao, Y. L. Li, A. Kochhar, H. Ma, J. Levy, P. Zschack, J. C. Woicik, L. Q. Chen, V. Gopalan, D. G. Schlom. c-axis oriented epitaxial BaTiO3 films on (001) Si // J. Appl. Phys. - 2006. -V.100. - P.024108.

326. Mazet, L., Yang, S. M., Kalinin, S. V, Schamm-Chardon, S. & Dubourdieu, C. A review of molecular beam epitaxy of ferroelectric BaTiO3 films on Si, Ge and GaAs substrates and their applications // Sci. Technol. Adv. Mater. - 2015. - V.16. -P.036005