Science基于氧化铪的铁电器件中可

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第一作者:PavanNukala通讯作者:PavanNukala,BeatrizNoheda通讯单位:荷兰格罗宁根大学

基于氧化铪(Hf)的薄膜展现出非常规的铁电性,在纳米尺度具有稳健性,为纳米电子学提供了巨大的机遇。但是,极化转换的确切性质仍存在争议。荷兰格罗宁根大学PavanNukala和BeatrizNoheda等人研究了La0.67Sr0.33MnO3/Hf0.5Zr0.5O2电容器与各种顶部电极的连接,同时使用原子分辨率显微镜和直接氧成像技术以及同步加速器纳米束衍射技术对原位电偏置进行了研究。当顶部电极具有氧反应性时,他们清楚地显示出可逆的氧空位迁移,其中电极是氧的源和汇,而介电层则在毫秒时标下充当快速管道。在无反应的顶部电极和较长时间尺度(秒)的情况下,介电层还充当氧气源/汇。他们的结果表明,基于氧化铪(Hf)的薄膜中的铁电与氧气伏安法毫无疑问地交织在一起。

图1:底电极LSMO(La0.67Sr0.33MnO3)层的脱氧性随着正偏压的增加而增加图2:负偏压增加时,底部电极LSMO层的氧化

图3:HZO(Hf0.5Zr0.5O2)的氧化和脱氧以及相关的相变

图4:循环隧道结和铁电电容器

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