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1 LENSIS - Laboratoire d-Etude des NanoStructures et Imagerie de Surface SPEC - UMR3680 - Service de physique de l-état condensé, IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay

Abstract : Screening phenomena at the interface between a ferroelectric FE and an electrode are of great interest both from a fundamental point of view and for potential applications using a FE layer FeRAM, FE tunnel junctions. In this thesis, we used photoemission-based techniques to study several screening phenomena on FE perovskites. Firstly, PhotoElectron Emission Microscopy PEEM experiment revealed a FE monodomain to stripe-domains transition in ultrathin film of BiFeO3 when reducing film thickness. Still by using PEEM, we carried out a quantitative investigation of oxygen vacancies as internal screening in BaTiO3 single crystals. Secondly, we used x-ray photoemission spectroscopy XPS with in-situ applied bias to investigate the electronic properties electrode-BaTiO3 interfaces and measure the polarization-induced band shifts.

Résumé : Les phénomènes d-écrantages à l-interface entre un matériau ferroélectrique FE et une électrode sont d-une grande importance pour la compréhension fondamentale de la ferroélectricité et pour de potentielles applications comme les mémoires FE. Dans cette thèse, l-utilisation de la photoémission des électrons a permis d-étudier plusieurs types d-écrantage sur des pérovskites FE. En premier lieu, la microscopie de photoémission PEEM a révélé la transition d-une phase FE monodomaine à une phase en domaines striées dans des couches ultraminces de BiFeO3. Le PEEM a aussi permis d-étudier quantitativement l-écrantage des surfaces de BaTiO3 par les lacunes d-oxygène. Enfin, la spectroscopie de photoémission XPS a permis d-étudier l-influence de la polarisation FE sur les propriétés électroniques d-une interface électrode-BaTiO3 grâce à un dispositif original qui permet de polariser la couche FE in-situ pendant l-acquisition des spectres XPS.

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Keywords : ferroelectricity thin films Photoemission spectroscopy photoemission microscopy

Mots-clés : ferroélectricité couches minces BaTiO3 BiFeO3 spectroscopie de photoémission microscopie de photoémission





Author: Julien Rault -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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