相场模型结合遗传算法用于多晶铪锆氧化物铁电体
材料科学
2022-05-17 v2
摘要
铁电铪锆氧化物（HZO）薄膜在铁电随机存取存储器、铁电场效应晶体管和铁电隧道结中的应用前景显著。然而，在理解对这些器件运行至关重要的铁电翻转方面存在不足。本文基于相场方法建立计算模型，模拟多晶 HZO 薄膜的翻转行为。此外，我们引入一种新方法，通过结合相场模型与遗传算法来优化描述 HZO 自由能的有效 Landau 系数。我们通过精确模拟具有不同铁电相分数的 HZO 薄膜的翻转曲线验证了模型。模拟得到的翻转过程中的畴动力学也与现有实验观测极为相似。本工作还通过控制晶粒形貌与晶织构，为增强 HZO 薄膜铁电性提供了基础性见解。其有望推广至改善其他铪基薄膜的铁电性能。
引用
@article{arxiv.2204.07960,
title = {A phase field model combined with genetic algorithm for polycrystalline hafnium zirconium oxide ferroelectrics},
author = {Sandeep Sugathan and Krishnamohan Thekkepat and Soumya Bandyopadhyay and Jiyoung Kim and Pil-Ryung Cha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.07960},
year = {2022}
}
备注
Supplementary information is available with the main manuscript