Исследование высокопроводящих состояний в гетероструктурах Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 и Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Павлов Дмитрий Павлович

• Павлов Дмитрий Павлович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Павлов Дмитрий Павлович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Полевые транзисторы и предмет наших исследований

1. 1. Полевой транзистор

1. 2. Двумерный электронный газ

1. 3. Манганиты

1. 4. Квази-двумерная сверхпроводимость 28 Глава 2. Методика эксперимента

2. 1. Приготовление и подготовка образцов к экспериментам

2. 2. Исследование магнитных и транспортных свойств 42 Глава 3. Исследование гетероструктур Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз

3. 1. Гетероструктуры на основе LaMnOз

c сегнетоэлектрической пленкой Bao.8Sro.2TiOз

3. 2. Описание структуры образцов

3. 3. Проводящие свойства образцов

3. 4. Обсуждение основных результатов и выводы 57 Глава 4. Исследование влияния магнитного поля

на гетероструктуры Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз

4. 1. Исследование проводящих свойств образцов

в условиях внешнего магнитного поля

4. 2. Обсуждение и выводы

Глава 5. Исследование гетероструктур Baо.8Srо.2Ti0з/La2Cu04

5. 1. Гетероструктуры на основе La2CuO4

с сегнетоэлектрической пленкой Вао.88го.2ТЮз

5. 2. Проводящие свойства образцов

5. 3. Магнитные свойства образцов

5. 4. Обсуждение и выводы

Заключение

Литература

Список публикаций автора

107

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование высокопроводящих состояний в гетероструктурах Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 и Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4»

Актуальность работы

Двумерный электронный газ (ДЭГ, 2DEG - в англоязычной литературе) высокой подвижности на интерфейсе между двумя непроводящими оксидами LaAlO3 (LAO) и SrTiO3 (STO) впервые наблюдался Охтомо и Хвангом в 2004 году [1]. Исследованию интерфейсов LAO/STO и аналогичных им интерфейсов было посвящено огромное количество работ [1-7], в которых было достигнуто определенное понимание того, как возникает ДЭГ, и установлена связь этого явления с тем фактом, что LAO является полярным диэлектриком с чередованием положительных и отрицательных слоев. Отчасти поэтому металлическая фаза на интерфейсе LAO/STO образуется только тогда, когда количество слоев LAO становится больше трех [2]. Было определено, что плотность носителей тока на интерфейсе LAO/STO достигает 3 1013 см-2. В этой гетероструктуре был обнаружен ферромагнетизм [4], и было показано, что при температурах ниже 300 мК возникает сверхпроводящее состояние [3]. Области с высокой проводимостью были также обнаружены на интерфейсах STO с ферромагнитным GdTiO3 [5] и с антиферромагнитными SmTiO3 [6] и LaTiO3 [7].

Сложные оксиды со структурой перовскита обладают богатым набором функциональных свойств и составляют основу современной электроники. Эти материалы обладают широким спектром проводящих свойств от диэлектриков до металлов. В них наблюдаются такие явления, как сегнетоэлектричество [8], магнетизм и антиферромагнетизм, колоссальное магнитосопротивление и высокотемпературная сверхпроводимость. Так как все эти свойства материалов очень чувствительны к изменению состава, появляется возможность изменять

полезные свойства этих материалов путем внесения различных примесей. Такие сложные оксиды могут использоваться в виде подложек и в качестве элементов интерфейсной структуры [8], при этом возникает необходимость контроля свойств таких интерфейсов. Это также актуально в случае состояния интерфейса с квазидвумерным электронным газом на интерфейсе между двумя непроводящими оксидами.

Ранее считалось, что для появления таких состояний необходимо наличие атомарно гладкой границы между оксидами, составляющими гетероструктуру [1]. Научным руководителем диссертации была предложена идея использовать гетероструктуры с сегнетоэлектриком. Идея состоит в том, чтобы вместо полярного диэлектрика с чередованием положительных и отрицательных слоев использовать сегнетоэлектрик, который обладает спонтанной поляризацией. Это позволяет получать высокопроводящие состояния интерфейсов при менее жестких условиях для границы между составными частями гетероструктуры. В представленной работе исследуется возможность возникновения состояния с металлическим характером поведения сопротивления на интерфейсе между сегнетоэлектриком и диэлектриком. Создание состояния квазидвумерного электронного газа на интерфейсе любых гетероструктур само по себе является актуальной задачей. Актуальность многократно возрастает, когда такие состояния планируется получить на совершенно новых гетероструктурах. Кроме того, известно, что увеличение концентрации носителей тока в манганитах приводит к возникновению ферромагнитной фазы [9]. Потому в гетероструктурах Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 можно ожидать возникновения ферромагнитного порядка в области интерфейса при увеличении концентрации носителей тока.

Квазидвумерные сверхпроводящие состояния чаще всего получают путем создания «ультратонких» пленок известных сверхпроводников.

Также известно, что легирование La2CuO4 приводит к появлению сверхпроводимости. Поэтому мы предположили, что повышение концентрации носителей тока на интерфейсе гетероструктуры Bao.8Sr0.2TiOз/La2CuO4 может привести к возникновению квазидвумерной сверхпроводимости на интерфейсе. При этом логично было ожидать, что сверхпроводящее состояние возникнет при намного более высоких температурах, чем в LAO/STO.

Цель диссертационной работы:

Установить возможность возникновения высокопроводящих состояний в гетероструктурах Ba0.8Sr0.2TiOз/LaMnOз и Bao.8Sr0.2TiOз/La2CuO4 и возможность проявления магнитных и сверхпроводящих свойств этих состояний на интерфейсах в этих гетероструктурах с помощью исследования проводящих свойств и магнитной восприимчивости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать температурные зависимости электросопротивления гетероструктур Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 и Bao.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 и их подложек.

2. Выявить особенности проводимости гетероструктур Bao.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 и Bao.8Sr0.2TiO3/La2CuO4, установить условия появления высокопроводящего и сверхпроводящего состояний.

3. Выявить взаимосвязь высокопроводящего и сверхпроводящего состояний с магнитными свойствами интерфейсов гетероструктур Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз и Bao.8Sro.2TiOз/La2CuO4.

В качестве объектов исследования были выбраны гетероструктуры на основе монокристаллических образцов LaMnO3 и La2CuO4. После их

характеризации и доведения поверхности до требуемой шероховатости порядка 1-2 нм на них были нанесены пленки Ba0.8Sr0.2TiO3 методом магнетронного напыления. Соединения LaMnO3 и La2CuO4 являются хорошо изученными системами и синтезируются довольно легко. Сегнетоэлектрик Ba0.8Sr0.2TiO3 по своим свойствам не сильно отличается от хорошо изученного BaTiO3. Также, ввиду более слабых требований к гладкости границы раздела, по сравнению, например, с гетероструктурой LAO/STO, получение состояний с высокой проводимостью в этих гетероструктурах представляет большой интерес.

Научная новизна работы:

Впервые было обнаружено состояние с высокой проводимостью на интерфейсе гетероструктуры Baо.8Srо.2TiOз/LaMnOз.

Впервые было обнаружено сверхпроводящее состояние на интерфейсе гетероструктуры Baо.8Srо.2TiOз/La2CuO4 с температурой перехода вблизи 30 ^

Впервые были получены высокопроводящие состояния на интерфейсе гетероструктур Baо.8Srо.2TiOз/LaMnOз и La2CuO4/Baо.8Srо.2TiOз с неатомарно гладкой границей раздела, которая имела шероховатость порядка 1 -2 нм, вопреки тому, что до этого считалось, что для получения высокопроводящих состояний на интерфейсе необходимо, чтобы в гетероструктуре граница раздела была атомарно гладкой.

Научная и практическая ценность:

Полученные данные позволяют понять механизм проводимости на интерфейсе гетероструктуры BSTO/LMO. В сегнетоэлектрической пленке существует электрическая поляризация, связанная со сдвигом центральных ионов из центра кислородного октаэдра, и, в дальнейшем, направление поляризации можно будет менять внешним электрическим полем. Это

позволит управлять проводимостью интерфейса. Хотя LMO является антиферромагнетиком, но увеличение концентрации свободных носителей в области интерфейса гетероструктуры BSTO/LMO приводит к увеличению косвенного ферромагнитного обменного взаимодействия. Это аналогично тому, что происходит при легировании LMO. Следует ожидать, что увеличение числа носителей на интерфейсе приведет к локальному ферромагнитному упорядочению и, как следствие, к появлению магниторезистивных свойств. Таким образом, в гетероструктуре, подобной BSTO/LMO, возникает возможность переключения электрическим полем как проводимости (триггерный эффект), так и намагниченности (магнитоэлектрический эффект), и, кроме этого, возможность изменения магнитным полем проводящих свойств (магниторезистивный эффект).

Достоверность полученных результатов

Обеспечивается комплексным подходом к выполненному исследованию, воспроизводимостью полученных экспериментальных данных, применением известных и апробированных экспериментальных методов, самосогласованностью результатов, полученных различными методами.

Основные результаты:

1. Обнаружено, что в образцах гетороструктуры Bao.8Sr0.2TiO3/LaMnO3, в которых ось с сегнетоэлектрической поляризации пленки Bao.8Sr0.2TiO3 лежит в плоскости пленки, и поэтому вектор сегнетоэлектрической поляризации пленки направлен параллельно плоскости интерфейса, температурная зависимость электросопротивления демонстрирует активационное поведение во всем температурном интервале измерений, аналогичное поведению температурной зависимости

электросопротивления в монокристалле LaMnO3.

2. Обнаружено, что в образцах гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3, где ось с сегнетоэлектрической поляризации пленки Baо.8Srо.2TiOз направлена перпендикулярно плоскости интерфейса между плёнкой и подложкой, наблюдается состояние с высокой концентрацией и подвижностью носителей по крайней мере при температурах ниже 160 К, которое характерно для металлического поведения. При этом общее электросопротивление образца в этой области температур в несколько раз меньше, чем сопротивление монокристаллического образца LaMnO3.

3. Показано, что в образцах гетороструктуры Baо.8Srо.2TiOз/LaMnOз, в которых наблюдается высокопроводящее состояние, после многократного воздействия магнитного поля различной интенсивности, в сочетании с термоциклированием, изменяется характер температурной зависимости электросопротивления. Максимум температурной зависимости электросопротивления сдвигается в область более высоких температур, и сопротивление в низкотемпературной области уменьшается на порядки по сравнению со значениями до приложения магнитного поля.

4. Обнаружено, что в образцах гетероструктуры Bao.8Sr0.2TiO3/La2CuO4, в которых ось с сегнетоэлектрической поляризации пленки Bao.8Sr0.2TiO3 и, соответственно, вектор сегнетоэлектрической поляризации направлены перпендикулярно плоскости интерфейса между плёнкой и подложкой, происходит переход в сверхпроводящее состояние вблизи 30 ^ Путем измерения сопротивления с контактами, нанесенными так, чтобы они не касались области интерфейса, показано, что сверхпроводящее состояние образуется в области интерфейса. Сверхпроводящее состояние интерфейса было подтверждено наблюдением диамагнитной восприимчивости.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В образцах гетероструктуры Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз, в которых ось с поляризации сегнетоэлектрической пленки Bao.8Sr0.2TiO3 направлена параллельно плоскости интерфейса, температурная зависимость электросопротивления гетероструктуры вдоль интерфейса демонстрирует активационное поведение во всем температурном интервале измерений, аналогичное поведению в монокристалле LaMnOз. А в образцах гетероструктуры Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз, в которых ось с поляризации сегнетоэлектрической пленки Bao.8Sr0.2TiO3 направлена перпендикулярно плоскости интерфейса, при температурах ниже 160 K наблюдается состояние с высокой проводимостью, характерной для металлов.

2. В образцах гетероструктуры Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз, в которых наблюдается высокопроводящее состояние, максимум температурной зависимости сопротивления после многократного воздействия магнитного поля на гетероструктуру сдвигается с температуры 160 K к температуре 230 ^ и при этом сопротивление при температуре 160 K уменьшается в 35 раз.

3. В образцах гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4, в которых ось с поляризации сегнетоэлектрической пленки Bao.8Sro.2TiOз направлена перпендикулярно плоскости интерфейса, наблюдается сверхпроводящее состояние при температурах ниже 30 ^

Личный вклад автора

Все представленные в диссертации результаты были получены автором лично, либо при его непосредственном участии. Основные экспериментальные измерения их анализ получены лично автором. Измерения магнитной восприимчивости гетероструктуры Bao.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 были выполнены в К(П)ФУ Гильмутдиновым И.Ф.,

и эти результаты были проанализированы и интерпретированы автором и научным руководителем диссертации. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях: «International Workshop on Phase Transitions and Inhomogeneous States in Oxides», 2018 г., г. Казань; «Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF)», 2018 г., г. Санкт-Петербург; «Scanning Probe Microscopy» 2018, 2019, 2020 г., г. Екатеринбург; «4 th Russia-China Workshop on Dielectric and Ferroelectric Materials», 2019 г., г. Екатеринбург; «Functional Imaging of Nanomaterials», 2019 г., г. Екатеринбург; «14th European Meeting on Ferroelectricity EMF», 2019 г., г. Лозанна, Швейцария; «XIV Международная научная школа «Наука и инновации-2019», г. Йошкар - Ола.

Публикации. Результаты работы были опубликованы в 19 печатных работах, из них 7 статей в рецензируемых научных журналах из списка ВАК [A1-A7]. Результаты работы были представлены на Всероссийских и международных конференциях [A8-A19].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка цитируемой литературы и списка авторских публикаций. Работа изложена на 111 страницах, включая 28 рисунков.

Во введении обозначена актуальность работы, изложена научная и практическая значимость, формулируются цели и задачи исследований, а также обоснован выбор объектов исследования, также во введении представлены основные результаты и положения, выносимые на защиту. Там же описан личный вклад автора, апробация работы, приведены

сведения о публикациях по материалам диссертации, описана структура диссертации.

В первой главе представлен краткий обзор современного состояния проблем, связанных с получением и исследованием высокопроводящих состояний на интерфейсе. В главе приведены сведения о полевом транзисторе, который является своеобразным аналогом современных систем, в которых наблюдается высокопроводящее квази-двумерное состояние в области интерфейса, которым посвящена настоящая диссертация. Именно на полевом транзисторе вначале были изучены свойства двумерного электронного газа. Далее представлены наиболее значимые результаты, полученные на гетероструктурах LAO/STO и аналогичных им. В главе представлен обзор исследований изменения свойств манганитов при легировании, приведены соответствующие результаты изучения эффекта гигантского магнитосопротивления. В главе кратко изложено развитие исследования выскотемпературной сверхпроводимости на интерфейсах, начиная с гетероструктур со сверхпроводящим слоем в сложных оксидов. Приведены результаты по получению сверхпроводящих состояний в гетероструктурах на границе двух оксидов.

Во второй главе описана методика изготовления образцов - метод плавающей зоны роста кристаллов, описана методика напыления эпитаксиальных пленок BSTO методом магнетронного напыления. Также описана структура полученных образцов. Далее приведено описание методики эксперимента по исследованию проводящих свойств и влиянию на эти свойства магнитного поля. Приведено описание измерительных установок погружного метода охлаждения и продувочной системы охлаждения, описан четырехконтактный метод измерения электросопротивления.

Третья глава посвящена исследованию электросопротивления гетероструктур Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз. Представлены температурные зависимости электросопротивления гетероструктур Bao.8Sr0.2TЮ3/LaMnO3. Показано возникновение состояния с высокой проводимостью на интерфейсе гетероструктур Bao.8Sro.2TiOз/LaMnOз, когда ось с поляризации сегнетоэлектрической пленки Ba0.8Sr0.2TiO3 направлена перпендикулярно плоскости интерфейса между плёнкой и подложкой, причем в гетероструктурах, в которых вектор спонтанной поляризации направлен параллельно плоскости интерфейса, наблюдается характерное для полупроводников активационное поведение электросопротивления. Обсуждается возможный механизм возникновения высокой проводимости и приводятся соответствующие оценки, по которым сделан вывод о том, что толщина высокопроводящего слоя составляет 1 - 10 нм.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния постоянного магнитного поля в диапазоне 0 - 8000 эрстед на свойства гетероструктур Bao.8Sr0.2TiO3/LaMnO3. Показано, что после каждого воздействия магнитного поля, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости интерфейса, поведение электросопротивления гетероструктуры необратимо изменяется, и после многократного воздействия максимум температурной зависимости электросопротивления сдвигается в область более высоких температур, а сопротивление в низкотемпературной области уменьшается на порядок. Обсуждается возможность существования многодоменной ферромагнитной фазы вблизи области интерфейса и дальнейшая перестройка этой структуры в результате многократного воздействия постоянного магнитного поля. Приведены температурные зависимости электросопротивления, демонстрирующие деградацию высокопроводящего слоя в результате воздействия магнитного поля, когда вектор магнитной индукции параллелен плоскости интерфейса.

Пятая глава посвящена исследованию транспортных свойств гетероструктур на основе Bao.8Sro.2TiOз/La2CuO4. В главе представлены температурные зависимости электросопротивления гетероструктур Bao.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 и подложек La2CuO4. Результаты показывают, что в образцах гетероструктуры Bao.8Sro.2TiOз/La2CuO4, в которых ось с сегнетоэлектрической поляризации пленки Bao.8Sr0.2TiO3 направлена перпендикулярно плоскости интерфейса, происходит переход в сверхпроводящее состояние вблизи 30 ^ Сверхпроводящее состояние в образцах гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 подтверждено измерением диамагнитного отклика. Согласно грубой оценки толщина сверхпроводящего слоя имеет значение 10 нм. Обсуждаются возможные причины такого поведения.

В Заключении перечислены основные результаты исследования, и представлены выводы на основе полученных результатов.

В конце диссертации приведены список цитируемой литературы и основные публикации автора в научных журналах и тезисах конференций.

Глава 1.

Полевые транзисторы и предмет наших исследований

Получение материалов с новыми свойствами является неотъемлемой частью развития технологий и определяет их уровень эффективности. Новые полезные свойства таких материалов достигаются за счет использования материалов со сложным составом и за счет особенностей структуры интерфейсов. К подобным материалам относятся оксидные гетероструктуры на основе двух непроводящих оксидов [1-7], в которых наблюдаются уникальные спиновые и транспортные свойства. В последние годы наблюдается всё возрастающий интерес к исследованию физических свойств материалов с сильно-коррелированными состояниями, слоистых систем и материалов с аномально сильной связью магнитных и электрических свойств. В силу структурных особенностей таких соединений, в них возникают сильные корреляции между зарядовыми, спиновыми и решеточными степенями свободы. Например, в оксидных соединениях атомы кислорода притягивают к себе электроны других атомов и в некоторых классах сложных оксидов это приводит к тому, что на межатомном масштабе возникают сильные локальные электрические поля, что в свою очередь ведет к существенным корреляциям в поведении электронов [1-3, 5]. Это приводит к всевозможным интересным особенностям свойств таких материалов и может проявляться при создании интерфейсов из этих материалов. Кроме того, при внедрении новых технологиий необходимо решить ряд технических задач, таких как определение возможности использования более простых технологических условий для границы при создании интерфейсов, управление и манипулирование намагниченностью и переключение между проводящими состояниями двумерного тока и непроводящими состояниями. Все это было дополнительными целями проведенных исследований.

1.1. Полевой транзистор

Своего рода прототипом структур с двумерным электронным газом на интерфейсе являются полевые транзисторы. Впервые идею полевого транзистора (ПТ), в котором слой двумерного электронного газа создается при приложении внешнего электрического поля через изолированный затвор, и поток основных носителей в этом слое регулируется изменением напряжения на затворе, предложил Лилиенфельд в 1926 году. Развитие технологий, не позволявшее в то время реализовать потенциал этой идеи на практике, привело к тому что первый работающий транзистор появился лишь в 1960 году. Затем, в 1966 году Карвер Мид несколько усовершенствовал эту конструкцию. Еще позднее, в 1977 году, Джеймс Маккалахем из Bell Laboratories впервые обосновал, что использование именно ПТ в микроэлектронике является оптимальным вектором развития всех электронных вычислительных систем. Полевыми транзисторами называются полупроводниковые приборы, работа которых основана на управлении размерами токопроводящей области посредством изменения напряженности поперечного электрического поля. Принцип работы полевого транзистора заключается в управлении электрической проводимостью токопроводящего канала поперечным электрическим полем, которое создается напряжением, приложенным к затвору. Ток прибора протекает по полупроводниковой области, называемой каналом. В ПТ используется движение носителей заряда только одного знака (поэтому прибор иногда называют униполярным транзистором). Они "истекают" из электрода, называемого истоком, движутся вдоль канала и "стекают" в сток. Управляющим электродом транзистора является затвор. В момент приложения напряжения на затвор возникает электрическое поле, которое в свою очередь изменяет электропроводимость транзистора. Таким образом, ток на затворе управляется внешним электрическим полем,

которое направлено перпендикулярно направлению тока в канале затвора. Затвор разделяет две области транзистора - сток и исток. Движение носителей тока от истока к стоку возникает под действием напряжения, приложенного между ними. Подложка - конструктивный слой полупроводника, который вырезают из полупроводникового слитка, шлифуют и полируют, а затем используют как основу для выращивания на нем тонких (0.01 - 10 мкм) эпитаксиальных полупроводниковых слоев, из которых формируется структура приборов.

Типы ПТ различаются физической структурой и способом управления проводимостью канала. В ПТ с изолированным затвором образуется структура металл/диэлектрик/полупроводник путем создания диэлектрического слоя между металлическим затвором и каналом. Такие транзисторы называются МДП - транзисторами (рис. 1.1). Поперечное электрическое поле управляет концентрацией носителей заряда в полупроводниковом канале, проникая через слой диэлектрика. Такие транзисторы делятся, в свою очередь, на приборы со встроенным и индуцированным каналом. В ПТ с управляющим переходом металлический электрод затвора образует с приповерхностным слоем полупроводника выпрямляющий контакт, на который в рабочем режиме подается обратное напряжение (изоляция затвора путем запирания выпрямляющего контакта). В качестве управляющего перехода могут использоваться р-п переход, гетеропереход или контакт Шоттки. Все ПТ различают также по типу проводимости канала: транзисторы с каналом р- или п-типа. Полярности рабочих напряжений смещения, подаваемых на электроды этих транзисторов, противоположны.

5 6 7

® ® @

1

1 п J Ь Е1

3

р

4

Рисунок 1.1 — Устройство МДП - транзистора с каналом п - типа: 1 - изолирующий слой, 2 - зона повышенной электропроводимости п - типа, 3 - подложка р - типа, 4 - подложка, 5- исток, 6 - затвор, 7 - сток.

Поскольку затвор изолирован диэлектриком, либо образует с каналом управляющий р-п-переход, включаемый в обратном направлении, ток в цепи затвора всегда мал. По постоянному току ПТ обладает высоким входным сопротивлением: 106 - 1010 Ом, в отличие от биполярного транзистора, в котором при прямом включении существует значительный ток. Поэтому, полевой транзистор управляется полем, а биполярный -током. Из-за высокого входного сопротивления Явх напряжение на входном электроде практически не зависит от параметров затвора для случая приборов, управляемых напряжением. Это напряжение определяется электродвижущей силой генератора входного сигнала. А в случае приборов, управляемых током, входное сопротивление мало. Поэтому входной ток слабо зависит от параметров самого прибора. Он определяется током генератора входного сигнала. Полевой транзистор в настоящее время является основным элементом современных микросхем, поскольку его свойства оказались подходящими для реализации операций булевой логики, и были хорошо отработаны технологии изготовления больших массивов транзисторов. Выбор полевых, а не биполярных транзисторов для этих целей также весьма понятен, поскольку управление затвором с помощью поля энергоэффективно и технически проще реализуется, по сравнению с управлением током базы в биполярном транзисторе.

Все современные микросхемы изготавливаются по планарной технологии, в которой объединены процессы формирования отдельных компонентов транзисторов и соединение их в единую структуру. Базовым материалом для процесса изготовления является монокристаллическая слаболегированная пластина. Такие пластины обычно имеют диаметр от 4 до 12 дюймов (10 см и 30 см, соответственно) и толщину до 1 мм. Получаются они путем нарезания монокристаллического слитка на тонкие пластины. Перед отправкой пластины в производство часто ее поверхность легируется до более высокого уровня, и поверх этого сильно легированного

слоя наращивается монокристаллический эпитаксиальный слой с проводимостью противоположного типа.

1.2. Двумерный электронный газ

Гордон Эрл Мур, соучредитель Intel, нанес на график данные о количестве компонентных транзисторов, резисторов и конденсаторов в микросхемах, изготовленных с 1959 по 1965 год. Экстраполируя эту линию, он предположил, что количество компонентов вырастет с 64 в 1965 году до 4096 в 1975 году, удваиваясь каждый год (см. рис. 1.2) [12, 13]. Его прогноз на 1965-1975 годы сбылся. В 1975 году, имея больше данных, он пересмотрел оценку периода удвоения до двух лет. Однако, несмотря на качественное обоснование эмпирического наблюдения, предел экспоненциального роста все же существует, и в последние годы он становится более очевидным. Одним из перспективных возможных решений возникающей проблемы является исследование низкоразмерных систем с металлической проводимостью. Идея состоит в разработке сначала принципов, а затем технологий, позволяющих изготавливать плотно упакованные массивы электронных элементов в объеме. То есть достигать эффекта за счет ещё одной свободной пространственной координаты, поскольку, как было сказано выше, плотность размещения элементов в двух пространственных измерениях, как это происходит сейчас, постепенно достигает насыщения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлов Дмитрий Павлович, 2021 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Ohtomo, A. A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface / A. Ohtomo, H. Hwang // Nature. — 2004. — V. 427, no. 6973. — Pp. 423-426.

2. Tunable quasi-two-dimensional electron gases in oxide heterostructures / S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl et al. // Science. — 2006. — V. 313, no. 5795. — Pp. 1942-1945.

3. Superconducting interfaces between insulating oxides / N. Reyren, S. Thiel, A. Caviglia et al. // Science. — 2007. — V. 317, no. 5842. — Pp. 1196-1199.

4. Magnetic effects at the interface between non-magnetic oxides / A. Brinkman, M. Huijben, M. Van Zalk et al. // Nature materials. — 2007. — V. 6, no. 7. — Pp. 493-496.

5. Electrostatic carrier doping of GdTiO3/SrTiO3 interfaces / P. Moetakef, T. A. Cain, D.G. Ouellette et al. // Applied Physics Letters. — 2011.— V. 99, no. 23.— art. 232116.

6. Jackson, C. A. Interface-induced magnetism in perovskite quantum wells / C. A. Jackson, S. Stemmer // Physical Review B. — 2013. — V. 88, no. 18. — art. 180403.

7. Two-dimensional superconductivity at a Mott insulator/band insulator interface LaTiO3/SrTiO3 / J. Biscaras, N. Bergeal, A. Kushwaha et al. // Nature Communications. — 2010.— V. 1, no. 7.— art. 89.

8. Prediction of a switchable two-dimensional electron gas at ferroelectric oxide interfaces / M. K. Niranjan, Y. Wang, S. S. Jaswal, E. Y. Tsymbal // Physical Review Letters. — 2009. — V. 103, no. 1. — art. 016804.

9. Structural, magnetic, and electrical properties of single-crystalline La1-xSrxMnO3 (0.4 < x <0.85) / J. Hemberger, A. Krimmel, T. Kurz et al. // Physical Review B. — 2002. — V. 66, no. 9. — art. 094410.

lO.Superconducting transition at 38 K in insulating-overdoped La2CuO4-Lai.64Sro.36CuÜ4 superlattices: evidence for interface electronic redistribution from resonant soft X-ray scattering / S. Smadici, J. C. T. Lee, S. Wang et al. // Physical Review Letters. — 2009. — V. 102, no. 10. — art. 107004.

ll.Study of high-Tc interface superconductivity in Lai.55Sr0.45CuO4/La2CuÜ4 heterostructures at high magnetic fields and frequencies / V. A. Gasparov, A. Audouard, L. Drigo et al. // International Journal of Modern Physics B. — 2017. — V. 31, no. 25. — art. 1745016.

12.Moore, G. E. Cramming more components onto integrated circuits / G. E. Moore // Electronics. — 1965. — V. 38, no. 8. — Pp. 114-117.

13.Rupp, K. The Economic Limit to Moore's Law / K. Rupp // IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. — 2011. — V. 24, no. 1. — Pp. 1-4.

14.Conduction at a ferroelectric interface / M. Marshall, A. Malashevich, A. Disa et al. // Physical Review Applied. — 2014. —V. 2, no. 5. — art. 051001.

15.Model of two-dimensional electron gas formation at ferroelectric interfaces / P. Aguado-Puente, N. Bristowe, B. Yin et al. // Physical Review B. — 2015. —V. 92, no 3. — art. 035438.

16.Nanda, B. Spin-polarized two-dimensional electron gas at oxide interfaces / B. Nanda, S. Satpathy // Physical Review Letters. — 2008. — V. 101, no 12. — art. 127201.

17.Prediction of a spin-polarized two-dimensional electron gas at the LaAlÜ3/EuÜ(001) interface / Y. Wang, M. K. Niranjan, J. D. Burton et al. // Physical Review B. — 2009. — V. 79, no. 21. — art. 212408.

18.Nakagawa, N. Why some interfaces cannot be sharp / N. Nakagawa, H. Y. Hwang, D. A. Muller // Nature materials.— 2006.— V. 5, no. 3.— Pp. 204209.

19.Direct k-space mapping of the electronic structure in an oxide-oxide interface / G. Berner, M. Sing, H. Fujiwara et al. // Physical Review Letters.— 2013.— V. 110, no. 24. — art. 247601.

20.X-ray photoemission studies of the metal-insulator transition in LaAlO3/SrTiÜ3 structures grown by molecular beam epitaxy / Y. Segal, J. Ngai, J. Reiner et al. // Physical Review B.— 2009.— V. 80, no. 24. — art. 241107.

21.Hard x-ray photoemission and density functional theory study of the internal electric field in SrTiO3/LaAlO3 oxide heterostructures / E. Slooten, Z. Zhong, H. Molegraaf et al. // Physical Review B.— 2013.— V. 87, no. 8. — art. 085128.

22.Band alignment in LaAlO3/SrTiO3 oxide heterostructures inferred from hard x-ray photoelectron spectroscopy / G. Berner, A. Müller, F. Pfaff et al. // Physical Review B.— 2013.— V. 88, no. 11. — art. 115111.

23. Two-dimensional superconductivity between SrTiO3 and amorphous Al2O3 / D. Fuchs, R. Schäfer, A. Sleem et al. // Applied Physics Letters.— 2014.— V. 105, no. 9. — art. 092602.

24. Effect of oxygen vacancies in the SrTiO3 substrate on the electrical properties of the LaAlO3/SrTiO3 interface / A. Kalabukhov, R. Gunnarsson, J. Börjesson et al. // Physical Review B.— 2007.— V. 75, no. 12. — art. 121404.

25.Nazir, S. Creating two-dimensional electron gas in nonpolar/nonpolar oxide interface via polarization discontinuity: first-principles analysis of CaZrO3/SrTiO3 heterostructure / S. Nazir, J. Cheng, K. Yang // ACS applied materials & interfaces.— 2015.— V. 8, no. 1.— Pp. 390-399.

26.Spin-polarized two-dimensional electron gas at GdTiO3/SrTiO3 interfaces: insight from first-principles calculations / J. Betancourt, T. R. Paudel, E. Y. Tsymbal, J. P. Velev // Physical Review B. — 2017. — V. 96, no. 4. — art. 045113.

27.Conducting interfaces between band insulating oxides: The LaGaO3/SrTiO3 heterostructure / P. Perna, D. Maccariello, M. Radovic et al. // Applied Physics Letters. — 2010. — V. 97, no 15. — art. 152111.

28.Electronic correlation and strain effects at the interfaces between polar and nonpolar complex oxides / A. Annadi, A. Putra, Z. Q. Liu et al. // Physical Review B. — 2012. — V. 86, no. 8. — art. 085450.

29.Quantum Hall effect in polar oxide heterostructures / A. Tsukazaki, A. Ohtomo, T. Kita et al. // Science. — 2007. — V. 315, no. 5817. — Pp. 13881391.

30.Polarization discontinuity induced two-dimensional electron gas at ZnO/Zn(Mg)O interfaces: A first-principles study / J. Betancourt, J. J. Saavedra-Arias, J. D. Burton et al. // Physical Review B. — 2013. — V. 88, no. 8. — art. 085418.

31.Pentcheva, R. Charge localization or itineracy at LaAlOySrTiO3 interfaces: Hole polarons, oxygen vacancies, and mobile electrons / R. Pentcheva, W. E. Pickett // Physical Review B. — 2006. — V. 74, no. 3. — art. 035112.

32.First-principles modeling of resistance switching in perovskite oxide material / S. H. Jeon, B. H. Park, J. Lee et al. // Applied Physics Letters. — 2006. — V. 89, no. 4. — art. 042904.

33.Ferroelectricity in ultrathin perovskite films / D. D. Fong, B. G. Stephenson, S. K. Streiffer et al. // Science. — 2004. — V. 304, no. 5677. — Pp.16501653.

34.Exchange bias in LaNiO3-LaMnO3 superlattices // M. Gibert, P. Zubko, R. Scherwitzl et al. // Nature materials. — 2012. — V. 11, no. 3. — Pp. 195-198.

35.Datta, S. Electronic analog of the electro-optic modulator / S. Datta, B. Das // Applied Physics Letters. — 1990. — V. 56, no. 7. — Pp. 665-667.

36.Burton, J. D. Highly spin-polarized conducting state at the interface between nonmagnetic band insulators: LaAlO3/FeS2 (001) / J. D. Burton, E.Y. Tsymbal // Physical Review Letters. — 2011. — V. 107, no. 16. — art. 166601.

37.Spin-polarized two-dimensional electron gas through electrostatic doping in LaAlO3/EuO heterostructures / J. Lee, N. Sai, A. A. Demkov // Physical Review B. — 2010. — V. 82, no. 23. — art. 235305.

38.Jonker, G. H. Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure / G. H. Jonker, J. H. Van Santen // Physica. — 1950. — V. 16, no. 3.

— Pp. 337-349.

39.Magnetoresistance measurements on the magnetic semiconductor Ndo.5Pbo.5MnO3 / R. M. Kusters, J. Singleton, D. A. Keen et al. // Physica B: Condensed Matter. — 1989. — V. 155, no. 1. — Pp. 362-365.

40. Searle, C. W. Studies of the ionic ferromagnet (LaPb)MnO3 III. Ferromagnetic resonance studies / C. W. Searle, S. T. Wang // Canadian Journal of Physics.

— 1969. — V. 47, no. 23. — Pp. 2703-2708.

41.Giant negative magnetoresistance in perovskitelike La2/3Ba1/3MnOx ferromagnetic films / R. von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel et al. // Physical Review Letters. — 1993. — V. 71, no. 14. — Pp. 2331-2333.

42.Helman, J. S. Tunneling of Spin-Polarized Electrons and Magnetoresistance in Granular Ni Films / J. S. Helman, B. Abeles // Physical Review Letters. — 1976. — V. 37, no 21. — Pp. 1429-1432.

43. Fert, A. Electrical resistivity of ferromagnetic nickel and iron based alloys / A. Fert, I. A. Campbell // Journal of Physics F: Metal Physics. — 1976. — V. 6, no. 5. — Pp. 849-871.

44.Formation and migration of cation defects in the perovskite oxide LaMnO3. / R. A. De Souza, M. S. Islam, E. Ivers-Tiffee // Journal of Materials Chemistry.

— 1999. —V. 9. — Pp. 1621-1627.

45.Thousandfold change in resistivity in magnetoresistive La-Ca-Mn-O films / S. Jin, T. H. Tiefel, M. McCormack et al. // Science. — 1994. — V. 264, no. 5157. — Pp. 413-415.

46.Giant magnetoresistance in epitaxial Nd0.7Sr0.3MnO3-s thin films / G. C. Xiong, Q. Li, H. L. Ju, et al. // Applied Physics Letters. — 1995. — V. 66, no. 11. — Pp. 1427-1429.

47.Colossal magnetoresistant materials: the key role of phase separation / E. Dagotto, T. Hotta, A. Moreo // Physics Reports. — 2001. — V. 344, no. 1-3.

— Pp. 1-153.

48.Магнитные и структурные переходы в La1-xSrxMn03 фазовая Т-х диаграмма / A.A. Мухин, В.Ю. Иванов, В.Д. Травкин и др. // Письма в ЖЭТФ. —1998. — Т. 68, вып. 4. — Сс. 331-336.

49.High-temperature interface superconductivity between metallic and insulating copper oxides / A. Gozar, G. Logvenov, L. Fitting Kourkoutis et al._// Nature.

— 2008. — V. 455, no. 7214. — Pp. 782-785.

50.Electrostatic control of the evolution from a superconducting phase to an insulating phase in ultrathin YBa2Cu3O7x films / X. Leng, J. Garcia-Barriocanal, S. Bose et al. // Physical Review Letters. — 2011. — V. 107, no. 2. — art. 039901.

51.Gozar, A. High temperature interface superconductivity / A. Gozar, I. Bozovic // Physica C: Superconductivity and its Applications. — 2016. — V. 521 -522. — Pp. 38-49.

52.Structural origin of enhanced critical temperature in ultrafine multilayers of cuprate superconducting films / F. Zheng, G. Logvenov, I. Bozovic et al. // Physical Review B. — 2014. — V. 89, no. 18. — art. 184509.

53.Atomic-layer engineering of cuprate superconductors / I. Bozovic, J.N. Eckstein, G.F. Virshupet et al. // Journal of Superconductivity. — 1994. — V. 7, no. 1. — Pp. 187-195.

54.Epitaxial strain and superconductivity in La2-xSrxCuO4 thin films / I. Bozovic, G. Logvenov, I. Belcaet al. // Physical Review Letters. — 2002. — V. 89, no. 10. — art. 107001.

55.No mixing of superconductivity and antiferromagnetism in a high-temperature superconductor / I. Bozovic, G. Logvenov, M. A. J. Verhoeven et al. // Nature.

— 2003. — V. 422, no. 6934. — Pp. 873-875.

56.Atomically layered heteroepitaxial growth of single-crystal films of superconducting Bi2Sr2Ca2Cu3Ox / J. N. Eckstein, I. Bozovic, K. E. von Dessonneck // Applied Physics Letters. — 1990. — V. 57, no. 9. — Pp. 931933.

57.Route to high-temperature superconductivity in composite systems / E. Berg, D. Orgad, S. A. Kivelson // Physical Review B. — 2008. — V. 78, no 9. — art. 094509.

58.Superconducting transition at 38 K in insulating-overdoped La2CuO4-La164Sr0 36CuO4 superlattices: evidence for interface electronic redistribution from resonant soft X-ray scattering / S. Smadici, J. C. T. Lee, S. Wang et al. // Physical Review Letters. — 2009. — V. 102, no. 10. — art. 107004. 59.Superconductivity above 100 K in single-layer FeSe films on doped SrTiO3 / J.-F. Ge, Zh.-L. Liu, C. Liu et al. // Nature Materials. — 2015. — V. 14, no. 3. — Pp. 285-289.

60.Two-dimensional normal-state quantum oscillations in a superconducting heterostructure / Y. Kozuka, M. Kim, C. Bell et al. // Nature. — 2009. — V. 462, no. 7272. — Pp. 487-490.

61. Superconductivity of very thin films: the superconductor-insulator transition / Y.-H. Lin, J. Nelson, A. M. Goldman // Physica C. — 2015. — V. 514. — Pp. 130-141.

62.Bozovic, I. A new frontier for superconductivity / I. Bozovic, C. H. Ahn // Nature Physics. — 2014. — V. 10, no. 12. — Pp. 892-895.

63.Giant proximity effect in cuprate superconductors / I. Bozovic, G. Logvenov, M. A. J. Verhoeven et al. // Physical Review Letters. — 2004. — V. 93, no 15. — art.157002.

64.Electric field effect in correlated oxide systems / C. H. Ahn, J.-M. Triscone, J. Mannhart // Nature. — 2003. — V. 424, no. 6952. — Pp. 1015-1018.

65.Electrostatic modulation of superconductivity in ultrathin GdBa2Cu3Ü7-x films / C.H. Ahn, S. Gariglio, P. Paruchet al. // Science. — 1999. — V. 284, no. 5417. — Pp. 1152-1155.

66.Mourachkine, A. Determination of the coherence length and the Cooper-pair size in unconventional superconductors by tunneling spectroscopy/ A. Mourachkine // Journal of Superconductivity. — 2004. — V. 17, no. 6. — Pp. 711-724.

67.Two-dimensional superconductivity at the interface of a Bi2Te3/FeTe heterostructure / He, Q., Liu, H., He, M. et al. // Nature Communications. — 2014. — V. 5, no. 1. — art. 4247.

68.Emergent phenomena at oxide interfaces / Hwang, H., Iwasa, Y., Kawasaki, M. et al. // Nature Materials. — 2012. — V. 11, no 2. — Pp. 103-113.

69.Very large purely intralayer critical current density in ultrathin cuprate artificial structures / G. Balestrino, P. G. Medaglia, P. Orgiani et al. // Physical Review Letters. — 2002. — V. 89, no. 15. — art. 156402.

70.Direct measurement of sheet resistance R in cuprate systems: evidence of a fermionic scenario in a metal-insulator transition / P. Orgiani, C. Aruta, G. Balestrino et al. // Physical Review Letters. — V. 98, no. 3. — art. 036401.

71.Enhancement of the superconducting transition temperature of La2-xSrxCuO4 bilayers: role of pairing and phase stiffness / Ü. Yuli, I. Asulin, Ü. Millo et al. // Physical Review Letters. — 2008. — V. 101, no. 5. — art. 057005.

72.Universal correlations between Tc and ns/m* (carrier density over effective mass) in high-Tc cuprate superconductors / Y. J. Uemura, G. Luke, B. J. Sternlieb et al. // Physical Review Letters. — 1989. — V. 62, no.19. — Pp. 2317-1989.

73.Emery, V. J. Importance of phase fluctuations in superconductors with small superfluid density / V. J. Emery, S. A. Kivelson // Nature. — 1995. — V. 374, no. 6521. — Pp. 434-437.

74.Direct evidence for interfacial superconductivity in two-layer semiconducting heterostructures / N. Ya. Fogel, E. I. Buchstab, Yu. V. Bomze et al. // Physical Review B. — 2006. — V. 73, no. 16. — art. 161306.

75.Interface-induced high-temperature superconductivity in single unit-cell FeSe films on SrTiO3 / Q.-Y. Wang, Z. Li, W.-H. Zhang et al. // Chinese Physics Letters. — 2012. — V. 29, no. 3. — art. 037402.

76.Interface-induced superconductivity and strain-dependent spin density waves in FeSe/SrTiO3 thin films / T. Shiyong, Z. Yan, X. Miao et al. // Nature Materials. — 2013. — V. 12, no. 7. — Pp. 634-640.

77.Fu, L. Superconducting proximity effect and majorana fermions at the surface of a topological insulator / L. Fu, C. L. Kane // Physical Review Letters. — 2008. — V. 100, no. 9. — art. 096407.

78.Two-dimensional magnetic and superconducting phases in metal-insulator La2-xSrxCuO4 superlattices measured by muon-spin rotation / A. Suter, E. Morenzoni, T. Prokscha et al. // Physical Review Letters. — 2011. — V. 106, no. 23. — art. 237003.

79.Antiferromagnetic transition in epitaxial strained La2CuO4 thin films / A. Suter, J.-P. Locquet, E. Morenzoni et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2004. — V. 272-276, Part 1. — 2004. — Pp. 110-111.

80. Sachdev, S. Quantum magnetism and criticality / S. Sachdev // Nature Physics. — 2008. — V. 4, no. 3. — Pp. 173-185.

81.Loktev, V. M. Model for modulated electronic configurations in selectively doped multilayered La2CuO4 nanostructures / V. M. Loktev, Yu. G. Pogorelov // Physical Review B. — 2008. — V. 78, no. 18. — art. 180501.

82.Mannhart, J. High-Tc, transistors / J. Mannhart // Superconductor Science and Technology. — 1996. — V. 9, no. 2. — Pp. 49-67.

83.Likharev, K. Superconductor devices for ultra-fast computing / K. Likharev // Applications of Superconductivity. — NATO ASI Series (Series E: Applied Sciences) Springer, Dordrecht. — 2000. — Pp. 247-293.

84.Surface structure analysis of atomically smooth BaBiO3 Films / A. Gozar, G. Logvenov, V. Y. Butko, I. Bozovic // Physical Review B. — 2007. — V. 75, no. 20. — art. 201402.

85.Frequency dependence of the conductivity and dielectric constant of La2CuO4+y near the insulator-metal transition / C. Y. Chen, N. W. Preyer, P. J. Picone, M. A. Kastner et al. // Physical Review Letters. — 1989. — V. 63, no. 20. — Pp. 2307-2310.

86.Interfacial superconductivity in semiconducting monochalcogenide superlattices / Fogel, N. Ya, Yu. V. Bomze et al. // Physical Review B. — 2002. — V. 66, no. 17. — art. 174513.

87.Kastner, M. A. Magnetic transport and optical properties of monolayer copper oxides / M. A. Kastner, R. J. Birgeneau // Reviews of Modern Physics. — 1998. —V. 70, no. 3. — Pp. 897-928.

88.Bozovic, I. Atomic layer engineering of superconducting oxides: Yesterday, today, tomorrow / I. Bozovic // Applied Superconductivity, IEEE Transactions on Applied Superconductivity. —2001. — V. 11, no. 1. — Pp. 2686-2695.

89.Bozovic, I. Superconducting oxide multilayers and superlattices: Physics, chemistry and nanoengineering / I. Bozovic, J.N. Eckstein, G. F. Virshup // Physica C. —1994. — V. 235-240, Part 1. — Pp. 178-181.

90.La2-xSrxCuOy epitaxial films (x = 0 to 2): Structure, strain, and superconductivity / H. Sato, A. Tsukada, M. Naito, A Matsuda // Physical Review B. — 2000. — V. 61, no. 18. — art. 12447.

91.Effect of disorder outside the CuO2 planes on Tc of copper oxide superconductors / Fujita, K., Noda, T., Kojima et al. // Physical Review Letters. — 2005. — V. 95, no. 9. — art. 097006.

92.Carter, C. B. Ceramic Materials: Growing Single Crystals / C. B. Carter, M. G. Norton // New York, 2013. — New York: Springer, 2013. — 713 p.

93. Структурные фазовые переходы в наноразмерных сегнетоэлектрических пленках титаната бария-стронция / Ю. И. Головко, В. М. Мухортов, Ю. И. Юзюк и др. // ФТТ. — 2008. — Т. 50, вып. 3. — Сс. 467-471.

94. Сигов, А.С. Тонкие сегнетоэлектрические пленки: получение и перспективы интеграции / А. С. Сигов, Е. Д. Мишина, В. М. Мухортов // ФТТ. —2010. — Т. 52, вып. 4. — Сс. 709-717.

95.The synthesis mechanism of complex oxide films formed in dense RF — plasma by reactive sputtering of stoichiometric targets / V. M. Mukhortov, Y. I. Golovko, G. N. Tolmachev, A. N. Klevtzov // Ferroelectrics. — 2000. — V. 247, no. 1. — Pp. 75-83.

96.Mechanism of the rf sputtering of mixed oxides / V. M. Mukhortov, G. N. Tolmachev, Y. I. Golovko et al. // Technical Physics. — 1998. — V. 43, no. 9. — Pp. 1097-1101.

97.Heteroepitaxial growth of complex-oxide films from a self-organized system formed in a gas-discharge plasma / V. M. Mukhortov, Y. I. Golovko, G. N. Tolmachev et al. // Technical Physics. — 1999. — V. 44, no. 12. — Pp. 14771480.

98.Kosterlitz, J. M. Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems / J. M. Kosterlitz, D. J. Thouless // Journal of Physics C: Solid State Physics. — 1973. — V. 6, no. 7. — Pp. 1181-1203.

99.Phase transitions in barium-strontium titanate films on MgO substrates with various orientations / A. S. Anokhin, A. G. Razumnaya, Y. I. Yuzyuk et al. // Physics of the Solid State. — 2016. —V. 58, no. 10. — Pp. 2027-2034.

100. Phenomenological description of phase transitions in thin BaTiO3 films / V. B. Shirokov, Y. I. Yuzyuk, B. Dkhil et al. // Physics of the Solid State. — 2008. — V. 50, no. 5 — Pp. 928-936.

101. Мухортов, В. М. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение / В. М.

Мухортов, Ю. И. Юзюк // Ростов-на-Дону, 2008. — Ростов-на-Дону: Издательство ЮНЦ РАН, 2008. — 224 с.

102. Physics of thin-film ferroelectric oxides / M. Dawber, K. M. Rabe, J. F. Scott // Reviews of Modern Physics. — 2005. — V. 77, no. 4. — Pp. 10831130.

103. Scott, J. F. Applications of Modern Ferroelectrics / J. F. Scott // Science.

— 2007. — V. 315, no. 5814. — Pp. 954-959.

104. Effect of mechanical boundary conditions on phase diagrams of epitaxial ferroelectric thin films / N. A. Pertsev, A. G. Zembilgotov, A. K. Tagantsev // Physical Review Letters. — 1988. — V. 80, no 9. — Pp. 1988-1991.

105. Equilibrium states and phase transitions in epitaxial ferroelectric thin films / N. A. Pertsev, A. G. Zembilgotov, A. K. Tagantsev // Ferroelectrics. — 1999.

— V. 223, no. 1. — Pp. 79-90.

106. Dielectric properties in heteroepitaxial Ba06Sr04TiO3 thin films: Effect of internal stresses and dislocation-type defects / C. L. Canedy, H. Li, S. P. Alpay et al. // Applied Physics Letters. — 2000. — V. 77, no. 11. — Pp. 1695-1697.

107. Dependence of dielectric properties on internal stresses in epitaxial barium strontium titanate thin films / H. Li, A. L. Roytburd, S. P. Alpay et al. // Applied Physics Letters. — 2001. — V. 78, no. 16. — Pp. 2354-2356.

108. Lebedev, A. I. Phase transitions and metastable states in stressed SrTiO3 films / A. I. Lebedev // Physics of the Solid State. — 2016. — V. 58, no. 2. — Pp. 300-308.

109. Theory of two-dimensional quantum antiferromagnets with a nearly-critical ground state / A. V. Chubukov, S. Sachdev, J. Ye // Physical Review B. — 1994. — V. 49, no. 17. — art. 11919.

110. Phase transitions and glasslike behavior in Sri-xBaxTiO3 / V. V. Lemanov, E. P. Smirnova, P. P. Syrnikov, E. A. Tarakanov // Physical Review B. — 1996. — V. 54, no. 5. — art. 3151.

111. Ban, Z.-G. Optimization of the tunability of barium strontium titanate films via epitaxial stresses / Z.-G. Ban, S. P. Alpay // Journal of Applied Physics.

— 2003. — V. 93, no. 1. — Pp. 504-511.

112. Phenomenological theory of phase transitions in epitaxial BaxSr1-xTiO3 thin films on (111) - oriented cubic substrates / V. B. Shirokov, R. A. Shakhovoy, A. G. Razumnaya, Yu. I. Yuzyuk // Journal of Applied Physics.

— 2015. — V. 118, no. 2. — art. 024101.

113. Liu, X. Polarization-controlled modulation doping of a ferroelectric from first principles / X. Liu, E.V. Tsymbal, K. M. Rabe // Physical Review B. — 2008. — V. 97, no. 9. — art. 094107.

Список публикаций автора

I. Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

A1. Двумерный электронный газ на границе сегнетоэлектрика BaasSro.2TiO3 и антиферромагнетика LaMnO3 / Д. П. Павлов, И. И. Пиянзина, В. М. Мухортов, А. М. Балбашов, Д. А. Таюрский, И. А. Гарифуллин, Р. Ф. Мамин // Письма в ЖЭТФ. — 2017. — Т. 106, вып. 7. — Сс. 440-444. A2. Quasi-two-dimensional electron system at the interface between antiferromagnet LaMnO3 and ferroelectric Bao.sSro.2TiO3 / D. P. Pavlov, N. N. Garifyanov, A. V. Leontyev, D. K. Zharkov, V. V. Kabanov, R. F. Mamin / Ferroelectrics. — 2019. —V. 542, no. 1. — Рр. 1-6. A3. Высокопроводящий слой на границе сегнетоэлектрика BaSrTiO3 и ферромагнетика LaMnO3 / Д. П. Павлов, Т. С. Шапошникова, А. О. Чибирев, Ю. И. Головко, В. М. Мухортов, Р. Ф. Мамин // Известия РАН: Серия Физическая. — Т. 83, вып. 12. — Сс. 1675-1679. A4. Fabrication of High-Temperature Quasi-Two-Dimensional superconductors at the interface of a ferroelectric Bao.8Sro.2TiO3 film and an insulating parent compound of La2CuO4 / D. P. Pavlov, R. R. Zagidullin, V. M. Mukhortov, V. V. Kabanov, T. Adachi, T. Kawamata, Y. Koike, R. F. Mamin // Physical Review Letters. — 2019. — V. 122, no. 23. — art. 237001. A5. High temperature superconductivity at the interface - Ba08Sr02TiO3/La2CuO4 / D. P. Pavlov, I. I. Piyanzina, N. N. Garifyanov, T. M. Salikhov, A. O. Chibirev, I. F. Gilmutdinov, R. V. Yusupov, V. M. Mukhortov, T. Adachi, T. Kawamata, Y. Koike, V. V. Kabanov, R. F. Mamin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2019. — V. 699. — art. 012035. A6. Tailoring quasi-two-dimensional high conductivity and superconductivity areas at the interfaces of ferroelectric/dielectric heterostructures / R. F. Mamin, D. P. Pavlov, I. I. Piyanzina, Yu. V. Lysogorskiy1, V. M. Mukhortov, T. Adachi, T. Kawamata, Y. Koike, A. M. Balbashev, D. A.

Tayurskii, V. V. Kabanov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2019. — V. 699. — art. 012026. A7. Fabrication quasi-two-dimensional conducting area and superconductivity at the ferroelectric/ dielectric interfaces / R.F. Mamin, I. I. Piyanzina, D. P. Pavlov, V. V. Kabanov // Ferroelectrics. — 2020. — V. 567, no 1. — Pp.113120.

II. Тезисы докладов на международных и российских конференциях

A8. Properties of two-dimensional electron gas at the interface between ferroelectric and dielectric / D. P. Pavlov, I. I. Piyanzina, V. I. Muhortov, D. A. Tauyrskii, I. A. Garifullin, R. F. Mamin // 14th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity: Abstracts Book of Int. Conf., St. Petersburg, Russia, May 14-18, 2018. — St. Petersburg, Ioffe Institute, 2018. — P. 127.

A9. Electrical properties of heterointerfaces composed of complex ferroelectric oxides: an experimental investigation / D. P. Pavlov, R. R. Zagidullin, I. I. Piyanzina, A. A. Kamashev, D. A. Tayurskii, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 2629, 2018. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2018. — P. 179. A10. Quasi-two-dimensional electron system at the interface between antiferromagnet LaMnO3 and ferroelectric Baa8Sr02TiO3 / D. P. Pavlov, N. N. Garig'yanov, A. V. Leontyev, D. K. Zharkov, V. V. Kabanov, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg,

Russia, August 26-29, 2018. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2018. — P. 180.

A11. Structural and electronic properties of heterointerfaces composed of complex ferroelectric oxides / R. R. Zagidullin, I. I. Piyanzina, D. P. Pavlov, D. A. Tayurskii, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 26-29, 2018. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2018. — P. 229. A12.Investigation high conductivity area at the interface between Ba0.8Sr0.2TiO3 and LaMnO3 after effect of electric field on Baa8Sr02TiO3 ferroelectric film / D. P. Pavlov, N. N. Garig'yanov, A. V. Leontyev, T. M. Salikhov, V. V. Kabanov, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 25-28, 2019. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2019. — P. 196. A13. High temperature superconductivity at the interface Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 / D. P. Pavlov, M. I. Bannikov, N. N. Garig'yanov, T. M. Salikhov, V. V. Kabanov, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 25-28, 2019. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2019. — P. 221. A14. Effect of magnetic field on high conductivity area at the interface of heterostructure Ba08Sr02TiO3/ LaMnO3 / D. P. Pavlov, N. N. Garig'yanov, A. V. Leontyev, D. K. Zharkov, T. M. Salikhov, V. V. Kabanov, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg,

Russia, August 25-28, 2019. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2019. — P. 222.

A15. Heterostructure with ferroelectric: growth and conductivity measurements / D. P. Pavlov, A. A. Kamashev, I. I. Piyanzina, D. A. Tayurskii, R. F. Mamin // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 25-28, 2019. — Yekaterinburg: Ural Federal University, 2019. — P. 223.

A16. Structural, electronic and magnetic properties of ferroelectric/dielectric

heterostructures / Yu. V. Lysogorskiy, I. I. Piyanzina, M. I. Bannikov, D. P.

Pavlov, A. V. Leontyev, I. F. Gilmutdinov, R. V. Yusupov, R. F. Mamin, D.

A. Tayurskii, V. V. Kabanov // Scanning Probe Microscopy: Abstract Book

of Int. Conf., Ekaterinburg, Russia, August 25-28, 2019. — Yekaterinburg:

Ural Federal University, 2019. — P. 229.

A17. High temperature quasi-two-dimensional superconductivity at the interface

of Bao.8Sr02TiO3/La2CuO4 heterostructure / D. P. Pavlov, I. I. Piyanzina, V.

M. Mukhortov, D. A. Tayurskii, V. V. Kabanov, T. Adachi, T. Kawamata,

Y. Koike, R. F. Mamin // 14th European Meeting on Ferroelectricity EMF,

July 15-19, 2019, Lausanne, Switzerland.

A18.Высокопроводяший слой на границе сегнетоэлектрика BaSrTiO3 и ферромагнетика LaMnO3 / Д. П. Павлов, Т. С. Шапошникова, А. О. Чибирев, Ю. И. Головко, В. М. Мухортов, Р. Ф. Мамин // XIV Международная научная школа "Наука и инновации-2019": Сборник тезисов международной конференции, Йошкар-Ола, Россия, 29 июня -

7 июля 2019. — Йошкар-Ола, Поволжский государственный технологический университет, 2019. — С. 214.

A19. Свойства интерфейса гетероструктур Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3/ Д. П. Павлов, Н.Н. Гарифьянов, М.И. Банников, Т.М. Салихов, В. М. Мухортов, Р. Ф. Мамин, В.В. Кабанов // Международная онлайн-конференция «Исследование сегнетоэлектрических материалов российскими учеными. Столетие открытия сегнетоэлектричества» (СЭ-100): Сборник тезисов конференции, Екатеринбург, Россия, 17 -19 августа 2020. — Екатеринбург, Уральский федеральный университет, 2020. — Сс. 215-216.