带电氧空位诱导氧化铪中的铁电结构相变
计算物理
2021-06-24 v1 材料科学
摘要
薄膜中以及近来块体中铁电HfO2的发现是一项重要突破，因其与硅兼容且在低维下具有出乎意料的持久极化，但其铁电性的起源仍在争论中。亚稳极性正交相的稳定常被视为应力、晶界、氧空位以及退火过程中相变动力学等多种外因的累积结果。我们提出一种新颖机制，使极性正交相相对于作为块体基态的非极性单斜相得以稳定。我们的第一性原理计算表明，二重正电荷氧空位——一种被忽视但普遍存在于二元氧化物中的缺陷——对铁电相的稳定起关键作用。氧空位的电荷态可作为控制宽禁带氧化物竞争相热力学稳定性的新自由度。
引用
@article{arxiv.2106.12159,
title = {Charged Oxygen Vacancy Induced Ferroelectric Structure Transition in Hafnium Oxide},
author = {Ri He and Hongyu Wu and Shi Liu and Houfang Liu and X. Renshaw Wang and Zhicheng Zhong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12159},
year = {2021}
}