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
慕青应助马佳音采纳,获得10
1秒前
沉淀完成签到,获得积分10
3秒前
Mok发布了新的文献求助10
3秒前
WYB0313完成签到 ,获得积分20
3秒前
harino完成签到,获得积分10
4秒前
潇洒紫菱发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
科研通AI6.1应助zyq采纳,获得10
7秒前
CodeCraft应助夏侯无色采纳,获得10
8秒前
8秒前
orixero应助李悟尔采纳,获得10
9秒前
789发布了新的文献求助10
12秒前
CodeCraft应助小宋爱科研采纳,获得10
14秒前
情怀应助细心秀发采纳,获得10
15秒前
飘逸山兰完成签到,获得积分10
16秒前
小潘同学完成签到 ,获得积分10
17秒前
simzhang发布了新的文献求助10
18秒前
可可豆完成签到,获得积分10
19秒前
大模型应助吴逸彪采纳,获得10
21秒前
健忘的小懒虫完成签到,获得积分10
21秒前
陆文灏完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
脑洞疼应助vv采纳,获得10
25秒前
25秒前
yan发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
烟花应助自由宛筠采纳,获得10
28秒前
仙都丽娜完成签到,获得积分10
29秒前
笑点低完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
深情安青应助积极的蘑菇采纳,获得10
30秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
辛勤冬天应助科研通管家采纳,获得20
31秒前
张欢馨应助科研通管家采纳,获得30
31秒前
31秒前
朱制氢应助科研通管家采纳,获得20
31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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514591
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308038
关于积分的说明 17753974
捐赠科研通 5616406
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924675
邀请新用户注册赠送积分活动 1901661
关于科研通互助平台的介绍 1763068