解耦铁电HfO2中的应力与应变效应
材料科学
2023-12-14 v1
摘要
铁电HfO2薄膜通常是多晶的，并包含极性相和非极性相的混合物。这对理解和控制极性相稳定及铁电特性构成了挑战。包括掺杂剂、氧空位或应力在内的多种因素已被研究，并证明对优化铁电响应起着关键作用。薄膜沉积或退火过程中产生的应力是决定所形成晶相的主要因素，并影响极性正交相的晶格应变。在多晶铁电HfO2薄膜中，很难区分应力和应变效应，并且正交相晶格应变对铁电极化的直接影响尚未通过实验确定。在此，我们分析了几系列掺杂HfO2外延薄膜的晶相和晶格应变。我们得出结论，应力对亚稳正交相的稳定和铁电极化具有关键影响。相反，晶格形变效应远小于由正交相含量变化引起的效应。实验结果通过对HfO2和Hf0.5Zr0.5O2铁电相的密度泛函理论计算得到了证实。
引用
@article{arxiv.2312.08208,
title = {Disentangling stress and strain effects in ferroelectric HfO2},
author = {Tingfeng Song and Veniero Lenzi and José P. B. Silva and Luís Marques and Ignasi Fina and Florencio Sánchez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08208},
year = {2023}
}