网站动态:
  • 产品总数:565198
  • 求购总数:4212
  • 企业总数:25773
  • 在线会员:6
 
当前位置: 首页 » 资讯 » 橡胶塑料资讯 » 正文

研究揭开了铪基薄膜铁电特性的神秘面纱

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-09  浏览次数:8
核心提示:铁电材料在从光电调制器和随机存取存储器到压电换能器和隧道结的下一代电子器件中有应用。现在东京理工学院的研究人员报告见解外

铁电材料在从光电调制器和随机存取存储器到压电换能器和隧道结的下一代电子器件中有应用。现在东京理工学院的研究人员报告见解外延hafnium-oxide-based的属性(HfO2-based)薄膜,确认稳定铁电相到450°C。正如他们指出的那样,“这种温度对于基于hfo2的铁电材料来说足够高,可以用于稳定的设备运行和加工,因为这种温度可以与其他传统的铁电材料相媲美。”

 

关于取代的氧化铪薄膜铁电特性的报道引起了人们的特别关注,因为这些薄膜已经用于电子工业,并且与主导工业的硅制造技术相兼容。然而,详细研究基于hfo2的薄膜的晶体结构以了解这些铁电性质的尝试由于多晶薄膜的随机取向而遇到了挑战。


为了获得具有明确晶体方向的薄膜,清水孝绅、船内博和东京工业大学的同事们转向了一种此前从未尝试过的生长方法——外延薄膜生长。然后他们使用了一系列的表征技术——包括x射线衍射分析和广域互反空间映射——来识别随着钇含量的增加晶体结构的变化。他们发现从低对称到高对称的转变是通过过渡的正交晶相和从- 15%取代的氧化钇增加钇的过渡正交晶相。


进一步的研究证实,这种斜方晶系的阶段是铁电和稳定的温度高达450°C。他们总结道:“目前的研究结果有助于阐明基于hfo2的铁电材料中的铁电性质,以及它在各种设备中的潜在应用。”

HfO2此前的介电常数(high-κ)兴趣等使用电子组件动态随机存取存储器(DRAM)电容器和已经用于high-κ盖茨在设备。因此,它与主导当前电子制造的CMOS工艺的兼容性是众所周知的。


在HfO2薄膜中,一些铪离子被钇、铝、镧、硅、锆等不同类型的离子取代,铁电性质也得到了报道。研究人员研究了用氧化钇约1.5取代的HfO2薄膜,因为这种材料的薄膜中已经报道了铁电性质。


在外延生长的薄膜中,可以获得与基体相关的明确的晶体取向,但这个过程通常需要高温。由于易分解为非铁电相,HfO2通常是通过非晶态薄膜的结晶来制备的。研究人员使用脉冲激光沉积技术在不破坏铁电相的情况下制备外延生长的hfo2基薄膜。这些薄膜生长在钇稳定氧化锆上,厚度约为20纳米。

HfO2处于稳定的低对称单斜位相,其结构类似于具有平行四边形基底的矩形棱镜。这种结构通过亚稳态的正交晶相转变为高对称的立方晶相或正方晶相。


单斜晶结构、立方晶结构和正方晶结构具有反转特性,排除了铁电特性。因此,研究人员把重点放在了正交晶上。HfO2中多个相的共存进一步使晶体结构的研究复杂化,使得获得具有明确的晶体方向的薄膜变得更加理想。在目前的工作之前,还不清楚hfo2基膜的外延生长是否可能。


以前的工作是使用透射电子显微镜和同时会聚束电子衍射来证实正交晶相的存在,但是由于随机多晶取向,对晶体结构进行更详细的分析被证明是困难的。


利用外延生长的薄膜,研究人员能够使用x射线衍射分析和广域互反空间映射测量来识别正交晶圆


 
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐资讯
点击排行
 
网站首页 | 网站地图 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言 | RSS订阅