La découverte de matériaux peut aider à réaliser de faibles

17 août 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

faits vérifiés

publication évaluée par des pairs

source fiable

relire

par Liu Jia, Académie chinoise des sciences

Les matériaux ferroélectriques à base d'oxyde de hafnium sont des candidats prometteurs pour les dispositifs nanométriques de nouvelle génération en raison de leur intégration dans l'électronique au silicium.

Dans une étude publiée dans Science, des chercheurs de l'Institut de microélectronique de l'Académie chinoise des sciences (IMECAS) et de l'Institut de physique de CAS ont découvert un Hf(Zr)+xO2 ferroélectrique rhomboédrique stable qui présente un pouvoir coercitif ultra-faible. champ.

Le champ coercitif intrinsèquement élevé des dispositifs ferroélectriques en fluorine Hf(Zr)O2 conduit à une tension de fonctionnement incompatible avec les nœuds technologiques avancés et à une endurance limitée. Dans ce travail, un matériau ferroélectrique stable en phase r Hf(Zr)1+xO2 qui réduit efficacement la barrière de commutation des dipôles ferroélectriques dans les matériaux à base de HfO2 a été découvert.

La microscopie électronique à transmission à balayage (STEM) a vérifié l'intercalation des atomes de Hf(Zr) en excès dans les sites creux, formant ainsi un réseau ordonné. Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) ont fourni un aperçu du mécanisme sous-jacent par lequel les atomes intercalés stabilisent la phase ferroélectrique et réduisent sa barrière de commutation.

Les dispositifs ferroélectriques basés sur la phase r Hf(Zr)1+xO2 présentent un champ coercitif ultra-faible (~0,65 MV/cm), une valeur de polarisation rémanente (Pr) élevée de 22 μC/cm2, un petit champ de polarisation à saturation (1,25 MV/cm) et haute endurance (1012 cycles).

Ces travaux ont des applications dans les puces mémoire à faible coût et à longue durée de vie.

Plus d'information: Yuan Wang et al, Une phase rhomboédrique stable dans un condensateur ferroélectrique Hf(Zr) 1+ x O 2 avec un champ coercitif ultrafaible, Science (2023). DOI : 10.1126/science.adf6137

Informations sur la revue :Science

Fourni par l'Académie chinoise des sciences