利用共振 X 射线反射率实验验证超薄 BaTiO_{3} 层中的极化结构

具有超薄铁电层的功能器件已成为下一代存储与逻辑器件应用的有前途候选者。然而，使用超薄铁电层，尤其是接近二维极限时，控制铁电翻转并通过光谱工具观察铁电性仍具挑战。特别是，由于漏电流和铁电信号微小，电学测量与压电响应力显微镜等传统方法非常受限。在此，我们展示生长在 SrTiO3(100) 衬底上的超薄 SrRuO3/BaTiO3/SrRuO3 异质结构的铁电性可利用共振 X 射线反射率（RXRR）测量。该实验技术可提供元素特定的电子深度分布，并增加对 Ti K 吸收边前缘处 Ti 偏离中心位移的灵敏度。RXRR 的深度敏感性选择性地检测超薄 BaTiO3 层 Ti 吸收边前缘特征的强极化依赖性，同时区分 SrTiO3 衬底的贡献。该技术验证了 BaTiO3 层在最低实验极限即 2.5 个原胞临界厚度下仍可具有铁电性。我们的结果可开辟探索超薄铁电基纳米电子器件的新途径。