新型高介电常数材料的进化搜索：方法论及其在基于氧化铪氧化物中的应用
材料科学
2013-07-29 v2
摘要
高介电常数（high-k）介电材料作为微电子中的栅极氧化物和电容器的潜在介电质具有重要意义。为了实现新型高介电常数介电材料的计算发现，我们提出了一种包含介电常数、带隙和本征击穿场强的适应度模型（储能密度）。该模型作为适应度函数，结合第一性原理计算和全局优化进化算法 USPEX，能够高效地得出具有实际意义的结果。我们发现了一系列 SiO2 和 HfO2 的高适应度结构，其中一些对应于已知相，另一些则是新的。这些结果使我们能够提出高适应度结构共有的特征（基因），即配位多面体及其畸变程度。我们在 HfO2-SiO2 系统中的变组分搜索发现了几种高适应度态。这种混合算法开辟了发现具有固定和可变组分新型高介电常数介电质的新途径，并将加速材料发现过程。
引用
@article{arxiv.1307.6358,
title = {Evolutionary search for new high-k dielectric materials: methodology and applications to hafnia-based oxides},
author = {Qingfeng Zeng and Artem R. Oganov and Andriy O. Lyakhov and Congwei Xie and Xiaodong Zhang and Jin Zhang and Qiang Zhu and Bingqing Wei and Ilya Grigorenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.6358},
year = {2013}
}