Interface‐Modulated Antiferroelectric‐to‐Ferroelectric‐Like Transition in Ultrathin Hf0.5Zr0.5O2 Films

材料科学 反铁电性 铁电性 接口(物质) 光电子学 结晶学 电介质 复合材料 接触角 化学 坐滴法
作者
Haoyu Lu,Yu Li,Jiyuan Han,Geng Huangfu,Feng Guan,Shuaishuai Yin,Yingfen Wei,Hao Jiang,Changlin Zheng,Qi Liu,Ming Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202414187
摘要

Abstract The development of ultrathin (≤5 nm) hafnia‐based ferroelectric (FE) films is essential for achieving low operating voltages, facilitating their integration into advanced process nodes for low‐power and non‐volatile memory applications. However, challenges in ultrathin FE films arise from the depolarization field and interface‐related issues, leading to an antiferroelectric‐like (AFE‐like) polarization switching behavior and more significant wake‐up effects, causing operational inconvenience and reliability concerns. Here, interface‐modulated ferroelectricity is reported in 4 nm Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 (HZO) thin films, demonstrating excellent properties with low operating voltage, enhanced switching speed, and high reliability. Electrical and structural characterizations reveal that adjusting interface asymmetry may introduce a substantial built‐in field ( E bi ) and an AFE‐like switching behavior can exhibit a robust FE‐like characteristic. This AFE‐to‐FE‐like transition is driven by switching kinetics rather than commonly proposed phase transitions. Furthermore, a comprehensive model is developed to elucidate the intricate physics of the modulation mechanism by asymmetric interfaces, emphasizing the critical roles of depolarizing effects and E bi on ferroelectricity. This work underscores the importance of interfaces in engineering ferroelectricity for advanced electronic applications.

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
maox1aoxin应助牛肉面采纳,获得30
刚刚
科研小白发布了新的文献求助10
1秒前
rorraine_xu发布了新的文献求助10
1秒前
活力忆秋完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
keyanxiaobaiii完成签到,获得积分10
1秒前
wubinbin完成签到 ,获得积分10
2秒前
隐形曼青应助拼搏绿柏采纳,获得30
2秒前
thomas完成签到,获得积分20
3秒前
乐观松思完成签到,获得积分10
3秒前
二小完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助sanages采纳,获得10
5秒前
星辰大海应助宏hong采纳,获得10
5秒前
叶飞荷发布了新的文献求助30
6秒前
会飞的史迪奇完成签到,获得积分20
6秒前
英俊的铭应助霁琛--采纳,获得10
6秒前
酒尚温发布了新的文献求助10
6秒前
追寻清完成签到,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助霁星河采纳,获得10
8秒前
打打应助庞伟泽采纳,获得10
9秒前
9秒前
ok关闭了ok文献求助
10秒前
机灵的悒完成签到,获得积分10
10秒前
顾矜应助ChrisLan采纳,获得10
11秒前
温暖天与应助coldwaterfishhh采纳,获得10
11秒前
打打应助Yeats采纳,获得10
12秒前
duoduo应助HEROTREE采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
bever发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
闪闪语风发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
牛哥完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
xinyingking完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
负责雪珊完成签到,获得积分10
15秒前
Albert完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 890
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Saponins and sapogenins. IX. Saponins and sapogenins of Luffa aegyptica mill seeds (black variety) 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 3259356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2901031
关于积分的说明 8313436
捐赠科研通 2570386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1396447
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 653510
邀请新用户注册赠送积分活动 631486