Effect of Annealing Temperature on Minimum Domain Size of Ferroelectric Hafnia

哈夫尼亚 铁电性 退火(玻璃) 材料科学 凝聚态物理 物理 复合材料 光电子学 陶瓷 立方氧化锆 电介质
作者
Seokjung Yun,Hoon Kim,Myungsoo Seo,Min‐Ho Kang,Taeho Kim,Seongwoo Cho,Min Hyuk Park,Sanghun Jeon,Yang‐Kyu Choi,Seungbum Hong
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (4): 2134-2141 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsaelm.3c01104
摘要

We optimized the annealing temperature of the Hf0.5Zr0.5O2/TiN thin-film heterostructure via a multiscale analysis of the remnant polarization, crystallographic phase, minimum ferroelectric domain size, and average grain size. The remnant polarization and minimum domain size were closely related to the relative orthorhombic and monoclinic phase contents. The minimum domain size and optimum remnant polarization and capacitance were obtained by thermal annealing of Hf0.5Zr0.5O2/TiN/Si at 500 and 600 °C, respectively. The results suggest that the minimum domain size is more important than the sheer magnitude of the remnant polarization because of the retention and fatigue of switchable polarization in ferroelectric nanodevices. This study can contribute to the development of ultralow-power logic transistors and next-generation nonvolatile memory devices.
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