材料発見は低コストの実現に役立つ可能性がある

2023 年 8 月 17 日

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中国科学院、Liu Jia 著

酸化ハフニウムベースの強誘電体材料は、シリコンエレクトロニクスに統合されるため、次世代ナノスケールデバイスの有望な候補です。

Science誌に掲載された研究で、中国科学院マイクロエレクトロニクス研究所（IMECAS）とCAS物理研究所の研究者らは、超低保磁力を示す安定した菱面体晶系強誘電体Hf(Zr)+xO2を発見した。分野。

蛍石強誘電体 Hf(Zr)O2 デバイスの固有の高い保磁力により、先進技術ノードと互換性のない動作電圧が発生し、耐久性が制限されます。 この研究では、HfO2 ベースの材料における強誘電性双極子のスイッチング障壁を効果的に低減する、安定した強誘電性 r 相 Hf(Zr)1+xO2 材料が発見されました。

走査透過型電子顕微鏡 (STEM) により、中空サイト内に過剰な Hf(Zr) 原子が挿入され、規則正しい配列を形成していることが確認されました。 密度汎関数理論計算 (DFT) により、インターカレートされた原子が強誘電体相を安定化し、そのスイッチング障壁を低減するという根本的なメカニズムについての洞察が得られました。

r 相 Hf(Zr)1+xO2 をベースとした強誘電体デバイスは、超低抗電界 (約 0.65 MV/cm)、22 μC/cm2 の高い残留分極 (Pr) 値、小さな飽和分極電界を示します。 (1.25 MV/cm) および高耐久性 (1012 サイクル)。

この研究は、低コストで長寿命のメモリチップに応用されています。

詳しくは： Yuan Wang 他、超低抗電界を備えた強誘電体 Hf(Zr) 1+ x O 2 コンデンサーにおける安定した菱面体晶相、Science (2023)。 DOI: 10.1126/science.adf6137

雑誌情報:科学

中国科学院提供