一种与CMOS兼容的准同型相界
材料科学
2021-07-28 v1
摘要
准同型相界(MPB)表现出显著的压电和介电响应，具有实际应用价值。在HfO2-ZrO2固溶体薄膜中存在MPB的预测，为提高硅兼容器件的介电性能提供了新途径。在此，我们提出了一种新的制备设计，通过该设计大幅提高了HfO2-ZrO2薄膜中MPB的密度，进而提高了其介电常数。MPB的密度通过制备10 nm厚的[1 nm-Hf0.5Zr0.5O2(铁电)/1 nm-ZrO2(反铁电)]纳米叠层，随后进行适当退火工艺来控制。正交晶系与四方晶系结构的共存分别作为铁电(FE)和反铁电(AFE)行为的起源，在结构上得到了确认；在P-E曲线中观察到了源于AFE有序的双滞回线，以及源于FE有序的一定剩余极化。通过控制FE-AFE比例，实现了与传统HfO2-ZrO2薄膜相比介电常数的显著提升。该制备工艺在低温下进行，且器件与硅技术兼容，因此这一新设计所实现的器件在近未来电子学中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2107.12768,
title = {A CMOS-compatible morphotropic phase boundary},
author = {Alireza Kashir and Hyunsang Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12768},
year = {2021}
}