清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Enhanced ferroelectricity in ultrathin films grown directly on silicon

材料科学 铁电性 原子层沉积 钙钛矿(结构) 极化(电化学) 纳米技术 纳米 薄膜 光电子学 结晶学 化学 复合材料 电介质 物理化学
作者
Suraj Cheema,Daewoong Kwon,Nirmaan Shanker,Roberto dos Reis,Shang-Lin Hsu,Jun Xiao,Haigang Zhang,Ryan Wagner,Adhiraj Datar,Margaret R. McCarter,Claudy Serrao,Ajay K. Yadav,Golnaz Karbasian,Cheng‐Hsiang Hsu,Ava J. Tan,Li‐Chen Wang,Vishal Thakare,Xiang Zhang,Apurva Mehta,Evguenia Karapetrova
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:580 (7804): 478-482 被引量:871
标识
DOI:10.1038/s41586-020-2208-x
摘要

Ultrathin ferroelectric materials could potentially enable low-power logic and nonvolatile memories1,2. As ferroelectric materials are made thinner, however, the ferroelectricity is usually suppressed. Size effects in ferroelectrics have been thoroughly investigated in perovskite oxides—the archetypal ferroelectric system3. Perovskites, however, have so far proved unsuitable for thickness scaling and integration with modern semiconductor processes4. Here we report ferroelectricity in ultrathin doped hafnium oxide (HfO2), a fluorite-structure oxide grown by atomic layer deposition on silicon. We demonstrate the persistence of inversion symmetry breaking and spontaneous, switchable polarization down to a thickness of one nanometre. Our results indicate not only the absence of a ferroelectric critical thickness but also enhanced polar distortions as film thickness is reduced, unlike in perovskite ferroelectrics. This approach to enhancing ferroelectricity in ultrathin layers could provide a route towards polarization-driven memories and ferroelectric-based advanced transistors. This work shifts the search for the fundamental limits of ferroelectricity to simpler transition-metal oxide systems—that is, from perovskite-derived complex oxides to fluorite-structure binary oxides—in which ‘reverse’ size effects counterintuitively stabilize polar symmetry in the ultrathin regime. Enhanced switchable ferroelectric polarization is achieved in doped hafnium oxide films grown directly onto silicon using low-temperature atomic layer deposition, even at thicknesses of just one nanometre.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清爽笙完成签到,获得积分10
1秒前
tlh完成签到 ,获得积分10
14秒前
dtt应助王拥军采纳,获得10
23秒前
kevinave完成签到,获得积分10
33秒前
公子小白完成签到,获得积分10
42秒前
45秒前
45秒前
完美世界应助qiuqiu采纳,获得10
47秒前
笑傲完成签到,获得积分10
55秒前
hautzhl完成签到,获得积分10
1分钟前
无悔完成签到 ,获得积分0
1分钟前
小巧惜蕊完成签到,获得积分10
1分钟前
现代冷松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
虚幻百招完成签到,获得积分10
1分钟前
SHANSHAN完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
迅速飞丹完成签到,获得积分10
2分钟前
luckydog完成签到 ,获得积分10
3分钟前
飞龙在天完成签到 ,获得积分10
3分钟前
榨菜完成签到 ,获得积分10
3分钟前
瘦瘦的如冰完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
qiuqiu发布了新的文献求助10
4分钟前
FashionBoy应助qiuqiu采纳,获得10
4分钟前
神勇的尔琴完成签到,获得积分10
4分钟前
Ma完成签到 ,获得积分10
4分钟前
淡定的板栗完成签到,获得积分10
4分钟前
披着羊皮的狼完成签到 ,获得积分0
5分钟前
彭于晏应助无限知能采纳,获得10
5分钟前
gf完成签到 ,获得积分10
5分钟前
一方完成签到,获得积分10
5分钟前
Heikousen完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
无限知能发布了新的文献求助10
5分钟前
洁净香寒完成签到,获得积分10
6分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
6分钟前
直率的笑翠完成签到 ,获得积分10
6分钟前
灵巧孤菱完成签到,获得积分10
6分钟前
爱听歌的雁风完成签到,获得积分10
7分钟前
净心完成签到,获得积分10
7分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
International Security Studies and Technology :Approaches, Assessments, and Frontiers 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7572208
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9151557
关于积分的说明 19572996
捐赠科研通 7156857
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264063
关于科研通互助平台的介绍 2429470
邀请新用户注册赠送积分活动 2254325