界面电荷效应介导的铁电氧化铪峰分裂与偏置电场
材料科学
2025-03-17 v1 应用物理
摘要
基于铪的铁电器件的初始状态表现出各种不理想的特性，例如印迹和峰分裂，这些特性会随着双极循环而减弱。在金属-铁电-金属和金属-铁电-绝缘体-金属堆叠结构的不同位置掺入氧化铌层，用于改变器件的初始状态。使用 X 射线光电子能谱和透射电子显微镜测量来研究氧化铌对锆铪氧化物层的影响。我们假设，引入的氧化铌在相邻的锆铪氧化物层中产生的带电空位会导致电偏置场，从而影响畴的初始极化状态。对不同堆叠结构的比较表明，初始状态下的峰分裂极有可能与向上和向下极化畴中反向电偏置场的形成有关。此外，在锆铪氧化物/氧化铝电容器堆叠结构中，于铁电层和绝缘层之间掺入氧化铌，可获得无印迹且无峰分裂的器件，这可以通过锆铪氧化物/氧化铌和氧化铌/氧化铝界面附近电荷捕获影响的增强来解释。
引用
@article{arxiv.2503.11578,
title = {Peak splitting and bias fields in ferroelectric hafnia mediated by interface charge effects},
author = {Moritz Engl and Wassim Hamouda and Ines Häusler and Suzanne Lancaster and Luca Carpentieri and Thomas Mikolajick and Catherine Dubourdieu and Stefan Slesazeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11578},
year = {2025}
}