Hf0.5Zr0.5O2 纳米粒子中的电阻开关与电荷积聚
材料科学
2025-08-04 v4 应用物理
摘要
我们揭示了 Hf0.5Zr0.5O2 纳米粉末经自燃溶胶-凝胶法制备并在 500°C 至 800°C 热处理后，出现的电阻开关、负微分阻抗和电荷积聚效应。通过 X 射线衍射（XRD），该纳米粉末中正交相的体积分数随热处理温度从 600°C 提升至 800°C 时，从 91% 降至 7%。电子束斜面共振（EPR）光谱显示，热处理后样品中含有大量氧空位，而正交相体积分数减小（随温度升高）与 EPR 谱线强度减弱（与氧空位及杂质有关）呈相关下降。这表明氧空位及其他缺陷在 Hf0.5Zr0.5O2 粉末正交相的形成中发挥作用。通过对电物理测量结果进行分析，将电阻开关和电荷积聚现象与 Hf0.5Zr0.5O2 纳米粉末的相组成及其 EPR 光谱特征关联，认为这些现象源于纳米粉末正交相中出现类铁电类似极化区域，这与 Landau-Ginzburg-Devonshire 方法和密度泛函理论计算结果一致。
引用
@article{arxiv.2504.09715,
title = {Resistive switching and charge accumulation in Hf0.5Zr0.5O2 nanoparticles},
author = {Oleksandr S. Pylypchuk and Ihor V. Fesych and Victor V. Vainberg and Yuri O. Zagorodniy and Victor I. Styopkin and Juliya M. Gudenko and Irina V. Kondakova and Lesya P. Yurchenko and Victor N. Pavlikov and Anna O. Diachenko and Mykhailo M. Koptiev and Michail D. Volnyanskii and Valentin V. Laguta and Eugene A. Eliseev and Mikhail P. Trubitsyn and Anna N. Morozovska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09715},
year = {2025}
}
备注
38 pages, 11 figures, 4 Appendixes