外延应变菱方相 ZrO2 薄膜中的铁电性
材料科学
2021-10-29 v1
摘要
基于氧化锆和铪石的薄膜由于其在纳米尺度上出乎意料的铁电行为而在过去十年中受到极大关注，这有助于铁电器件的小型化。本工作报道了一种新颖的铁电菱方相 ZrO2，可在 (111)-Nb:SrTiO3 衬底上通过离子束溅射生长的薄膜中实现。结构与铁电表征表明，(111) 取向的 ZrO2 薄膜处于外延压缩应变下，并展现出约 20.2 {\mu}C/cm2 的可翻转铁电极化，矫顽场为 1.5 MV/cm。此外，Nb:STO/ZrO2/Au 薄膜电容器的随时间极化反转特征呈现钟形曲线，这是与畴反转相关的铁电薄膜典型特征。估计的激活场与从极化-电场迟滞回线获得的矫顽场相当。有趣的是，所研究的薄膜本身即表现出铁电行为，即无需施加在常规（正交）铁电相 ZrO2 中诱导铁电性所必需的唤醒循环。因此，本薄膜相对于先前研究的铁电 ZrO2 薄膜具有技术优势，并可能对纳米尺度铁电器件有吸引力。
引用
@article{arxiv.2011.02728,
title = {Ferroelectricity in epitaxially strained rhombohedral ZrO2 thin films},
author = {J. P. B. Silva and R. F. Negrea and M. C. Istrate and S. Dutta and H. Aramberri and J. Íñiguez and F. G. Figueiras and C. Ghica and K. C. Sekhar and A. L. Kholkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02728},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 9 figures