Reversal barrier and ferroelectric polarization of strained wurtzite Al1−xScxN ferroelectric alloys

铁电性 纤锌矿晶体结构 材料科学 凝聚态物理 极化(电化学) 结晶学 光电子学 化学 物理 电介质 冶金 物理化学
作者
Yixin Xue,Dongsheng Cui,Mengyang Kang,Yifei Wang,Hong Zhang,Haidong Yuan,Xiangxiang Gao,Jie Su,Zhenhua Lin,Jinshui Miao,Jincheng Zhang,Yue Hao,Jingjing Chang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:125 (15)
标识
DOI:10.1063/5.0226521
摘要

Reducing the reversal barrier of Al1−xScxN ferroelectric alloy is critical for improving the coercive voltage and power consumption of ferroelectric devices. Here, the synergistic effect of alloy composition and strain is introduced to optimize the ferroelectric properties of Al1−xScxN alloys. Because of the increased Al–N ionic bond character and the contribution of Sc-d orbitals, the spontaneous polarization, reversal barrier, and bandgap all reduce as the Sc concentration increases. Strain engineering improves the electron's electric dipole moment, resulting in a significant increase in spontaneous polarization (145.93 μC/cm2 for Al0.625Sc0.375N alloy). Meanwhile, the horizontal tension and vertical compression lower the reversal barrier of Al0.625Sc0.375N alloy to 95.45 meV/f.u., significantly lower than that of orthorhombic HfO2. Interestingly, the bandgap of Al1−xScxN alloy with low Sc concentration rises initially and then decreases as horizontal strain varies from compression to tension, whereas that of Al1−xScxN alloy with high Sc concentration monotonically decreases. The Al1−xScxN alloy exhibits the opposite tendency under vertical strain. These findings provide a thorough understanding of Al1−xScxN ferroelectric alloys and a guideline for designing high-performance Al1−xScxN ferroelectric alloys.

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
一一完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
机灵的友儿完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
忧郁傲白完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
樊书雪完成签到,获得积分10
3秒前
花花完成签到,获得积分10
3秒前
xx完成签到,获得积分10
3秒前
闪闪含灵完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
小王呀完成签到,获得积分10
5秒前
xx发布了新的文献求助10
5秒前
wanci应助李不开你采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
芝加哥大恐龙完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
阿辉发布了新的文献求助10
7秒前
黑摄会阿Fay完成签到 ,获得积分10
7秒前
yyx完成签到,获得积分10
7秒前
Suixq发布了新的文献求助10
8秒前
Zikc发布了新的文献求助10
8秒前
今后应助小轩爱晴采纳,获得10
8秒前
8秒前
小璇儿发布了新的文献求助10
9秒前
英俊的铭应助聪明的青雪采纳,获得10
10秒前
清秀语梦完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
饱满的问枫应助wenwen采纳,获得10
10秒前
hzhang0807发布了新的文献求助10
11秒前
FashionBoy应助dsd采纳,获得10
12秒前
ww完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
camellia发布了新的文献求助10
13秒前
略略略完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
(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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Netter collection Volume 9 Part I upper digestive tract及Part III Liver Biliary Pancreas 3rd 2024 的超高清PDF,大小约几百兆,不是几十兆版本的 1050
Current concept for improving treatment of prostate cancer based on combination of LH-RH agonists with other agents 1000
Research Handbook on the Law of the Sea 1000
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6168730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7996426
关于积分的说明 16630766
捐赠科研通 5273979
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2813579
邀请新用户注册赠送积分活动 1793314
关于科研通互助平台的介绍 1659250