具有降低唤醒效应的铁电HfO$_2$-ZrO$_2$多层膜
材料科学
2025-04-01 v2 应用物理
摘要
自HfO薄膜中发现铁电性以来，大量研究聚焦于掺Zr的HfO和固溶体(Hf,Zr)O薄膜。通过多层化可以进一步调控功能特性，然而，这种方法在HfO-ZrO薄膜中尚未得到充分探索。本工作展示了一种50 nm厚、溶液处理的HfO-ZrO多层膜中的铁电性，使其成为迄今为止展现铁电特性的最厚多层膜。通过透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线能谱确认了多层结构，高分辨率TEM显示晶粒在多个层间连续。这一发现表明，原本顺电的ZrO层中的极性相可以被HfO层稳定。该薄膜获得了9 uC/cm的剩余极化，并表现出加速的唤醒行为，这归因于多个界面的引入导致其具有更高的击穿强度。这些结果为厚铁电氧化铪薄膜提供了一种更快的唤醒机制。
引用
@article{arxiv.2411.08683,
title = {Ferroelectric HfO$_2$-ZrO$_2$ multilayers with reduced wake-up},
author = {Barnik Mandal and Adrian-Marie Philippe and Nathalie Valle and Emmanuel Defay and Torsten Granzow and Sebastjan Glinsek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.08683},
year = {2025}
}