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) ferroélectrique rhomboédrique stable+x O2 qui présente un champ coercitif ultra faible.
Le champ coercitif intrinsèque élevé du fluorine ferroélectrique Hf(Zr)O2 Les appareils conduisent à une tension de fonctionnement incompatible avec les nœuds technologiques avancés et à une endurance limitée. Dans ce travail, une phase r ferroélectrique stable Hf(Zr)1+x O2 matériau qui réduit efficacement la barrière de commutation des dipôles ferroélectriques dans HfO2 Des matériaux à base de micro-éléments ont été découverts.
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+x O2 présentent un champ coercitif ultra faible (~ 0,65 MV/cm), une valeur de polarisation rémanente (Pr) élevée de 22 μC/cm 2 , un petit champ de polarisation à saturation (1,25 MV/cm) et une endurance élevée (10 12 cycles).
Ce travail a des applications dans les puces mémoire à faible coût et à longue durée de vie.
Plus d'informations : 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 le journal : Sciences
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
