非晶态二氧化铪 (a-HfO 2 ) 广泛用于电子设备,例如超大规模场效应晶体管和电阻存储单元。a-HfO 2 中氧空位 (OV) 缺陷的密度对非晶态材料的电导率有很大影响。最终,OV 缺陷是造成导电细丝路径形成和断裂的原因,而导电细丝路径可用于新型电阻开关设备。在这项工作中,我们使用从头算方法研究了 a-HfO 2 中的中性 OV。我们研究了 OV 的形成能、双 OV 的结合能、不受干扰和在氢原子附近存在时的 OV 迁移以及氢原子向 OV 的迁移。与结晶 HfO 2 中的势垒 (2.4 eV) 相比,a-HfO 2 中存在浅而短程的 OV 迁移势垒 (0.6 eV)。附近的氢对 OV 迁移的影响有限;然而,氢可以通过在OV之间跳跃而轻易扩散。
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