由对称性约束稳定的外延铁电铪氧化物
材料科学
2024-08-27 v2
摘要
由于基于 HfO 的纳米级厚度薄膜中铁电性的发现，铁电存储器在过去十年经历复兴。这些薄膜展现出卓越的硅兼容性，克服了阻碍钙钛矿铁电体用于高密度集成电路的缩放与集成障碍。铪氧化物薄膜中负责铁电性的确切相仍有争议，尚未确定能热力学稳定铁电相的单一因素。在此，借助筛选广泛外延条件的高通量（HT）密度泛函理论（DFT）计算支持，我们明确证明，使用如钇稳定氧化锆（YSZ）和 SrTiO 等常见衬底可实现的具体外延条件，可在热力学上有利于极性 Pca2 相优于其他极性相（如 R3m 和 Pmn2）以及非极性 P2/c 相。衬底对称性约束诱导的剪切应变对于 Pca2 的偏好至关重要。应变-稳定性相图解决了实验-理论分歧，并可指导外延铪氧化物薄膜铁电性能的改进。
引用
@article{arxiv.2304.07057,
title = {Epitaxial ferroelectric hafnia stabilized by symmetry constraints},
author = {Tianyuan Zhu and Shiqing Deng and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.07057},
year = {2024}
}