Evolution of the Interfacial Layer and Its Impact on Electric-Field-Cycling Behaviors in Ferroelectric Hf1–xZrxO2

铁电性 材料科学 图层(电子) 自行车 电场 电极 光电子学 温度循环 动力循环 可靠性(半导体) 纳米技术 电介质 功率(物理) 气象学 考古 物理化学 化学 热的 物理 历史 量子力学
作者
Fan Zhang,Zheng‐Dong Luo,Qingxiang Yang,Jiuren Zhou,Jin Wang,Zhaohao Zhang,Qikui Fan,Yue Peng,Zhenhua Wu,Fei Liu,Shiyou Chen,Dongsheng He,Huaxiang Yin,Genquan Han,Yan Liu,Yue Hao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (8): 11028-11037 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsami.1c22426
摘要

Doped HfO2 thin films, which exhibit robust ferroelectricity even with aggressive thickness scaling, could potentially enable ultralow-power logic and memory devices. The ferroelectric properties of such materials are strongly intertwined with the voltage-cycling-induced electrical and structural changes, leading to wake-up and fatigue effects. Such field-cycling-dependent behaviors are crucial to evaluate the reliability of HfO2-based functional devices; however, its genuine nature remains elusive. Herein, we demonstrate the coupling mechanism between the dynamic change of the interfacial layer and wake-up/fatigue phenomena in ferroelectric Hf1-xZrxO2 (HZO) thin films. Comprehensive atomic-resolution microscopy studies have revealed that the interfacial layer between the HZO and neighboring nonoxide electrode experienced a thickness/composition evolution during electrical cycling. Two theoretical models associated with the depolarization field are adopted, giving consistent results with the thickening of the interfacial layer during electrical cycling. Furthermore, we found that the electrical properties of the HZO devices can be manipulated by controlling the interface properties, e.g., through the choice of electrode match and hybrid cycling process. Our results unambiguously reveal the relationship between the interfacial layer and field-cycling behaviors in HZO, which would further permit the reliability improvement in HZO-based ferroelectric devices through interface engineering.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
GLZ6984完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
左白易发布了新的文献求助10
2秒前
qianqian关注了科研通微信公众号
3秒前
dichunxia完成签到,获得积分10
4秒前
小轩完成签到,获得积分10
5秒前
孙孙孙啊发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
5秒前
阿喵完成签到,获得积分0
6秒前
九月发布了新的文献求助50
7秒前
7秒前
pure完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
星辰大海应助母广明采纳,获得10
8秒前
韦韦完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
左白易完成签到,获得积分10
10秒前
西雅完成签到,获得积分10
12秒前
迅速初柳完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
qianqian发布了新的文献求助10
12秒前
铁铁发布了新的文献求助10
13秒前
蓝天白云完成签到,获得积分10
14秒前
玛卡完成签到,获得积分10
15秒前
迅速初柳发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
wyy完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
袁妞妞发布了新的文献求助10
17秒前
20秒前
21秒前
CodeCraft应助铁铁采纳,获得10
21秒前
兴奋芷发布了新的文献求助10
21秒前
农夫山泉完成签到,获得积分10
21秒前
个性的紫菜应助科研小白采纳,获得20
22秒前
22秒前
成就的灵薇应助articlechaser采纳,获得10
24秒前
aaa关闭了aaa文献求助
24秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3161167
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2812556
关于积分的说明 7895642
捐赠科研通 2471395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315977
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631074
版权声明 602112