Il a été signalé que des défis subsistent dans l'adoption généralisée de ces matériaux, tels qu'un contrôle électrostatique insuffisant, une fiabilité compromise et de sérieuses variations pour la mise à l'échelle de l'EOT en termes d'intégration à très grande échelle.

Recherche publiée dans Materials Futures a élucidé les comportements de type ferroélectrique dans un film diélectrique amorphe. Cependant, il est difficile de distinguer clairement cette hystérésis et cette ferroélectricité observées avec des films ferroélectriques classiques avec des contributions concluantes de phases spécifiques. Par conséquent, il est impératif de noter que la classification des matériaux amorphes comme ferroélectriques fait l'objet d'un débat scientifique en cours.

Le mécanisme physique de la ferroélectricité discuté par les auteurs implique le mouvement réversible des ions oxygène pendant les impulsions électriques. Ce mouvement des ions oxygène est considéré comme un facteur clé du comportement ferroélectrique émergent observé dans les oxydes binaires. Les auteurs suggèrent que ce mouvement réversible des ions oxygène joue un rôle crucial dans l'induction et le contrôle des propriétés ferroélectriques des matériaux.

Les chercheurs ont découvert qu’une ferroélectricité émergente existe dans le système d’oxyde ultra-mince en raison de la migration microscopique des ions lors du processus de commutation. Ces films d'oxyde binaire ferroélectrique sont régis par le mécanisme de commutation limité par l'interface. Les dispositifs de mémoire non volatile dotés de diélectriques amorphes ultrafins ont réduit la tension de fonctionnement à ±1 V.

Bien qu'une série de tests de caractérisation et d'analyses de simulation aient été menés, la compréhension du mécanisme à l'origine de la ferroélectricité émergente dans le diélectrique amorphe reste limitée. Pour faire progresser l'application de ce nouveau matériau ferroélectrique, des recherches supplémentaires sur le mécanisme théorique doivent être menées.

Le professeur Yan Liu, l'auteur principal de l'étude, a déclaré :"Nos travaux élucident non seulement le mécanisme derrière l'émergence de la ferroélectricité dans les oxydes binaires, mais ouvrent également la voie à des avancées innovantes dans la technologie des semi-conducteurs."

"L'avancement des méthodes informatiques innovantes, telles que l'informatique neuromorphique, est étroitement lié au développement de nouveaux dispositifs et architectures. Les matériaux ferroélectriques, qui sont essentiels à l'intégration avec la technologie CMOS existante, constituent un domaine d'intérêt principal. Nous démontrons que la ferroélectricité peut être conçu dans des diélectriques amorphes conventionnels à κ élevé en ajustant simplement le niveau d'oxygène pendant le dépôt ALD à basse température. "

"La découverte de la ferroélectricité émergente dans les oxydes binaires amorphes ouvre une nouvelle voie pour les solutions technologiques de stockage non volatiles, qui peuvent éviter les défauts de dégradation de la fiabilité et d'augmentation des fuites de grille dans la mise à l'échelle du HfO₂ dopé polycristallin. -des films basés sur Basé sur les diélectriques amorphes, un dispositif de mémoire non volatile avec une compatibilité avec les processus à basse température, un faible courant de fuite, une excellente fiabilité et une faible tension de fonctionnement peut être réalisé."

L'approche présentée élargit le sujet de recherche sur la ferroélectricité conventionnelle pour concevoir un certain nombre d'oxydes binaires extrêmement fins largement utilisés pour les transistors logiques ou de mémoire destinés à la future technologie CMOS.