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World File Search System铁电性
应变诱导的铁电性和压电性...
迄今为止，简单二元材料类中的铁电性 (FE) 已引起人们对其多功能应用的极大兴趣。具体而言，利用第一性原理密度泛函计算预测了岩盐氧化物中的 FE 有序性 [1]。参考文献 [2] 指出，利用外延应变确实可以在铁磁岩盐 EuO 中诱导铁电性，从而使其具有多铁性 [3]。实验上，可以通过合适基底上的晶格失配、拉伸薄膜或通过化学掺杂剂来调整应变 [4,5]。外部应变已被用于诱导新型金属-绝缘体转变 [6] 和层状氧化物中的极性-非极性转变 [7]。此外，在 c 方向施加正应变时，电场可以在最初中心对称的氧非化学计量氧化物 Gd 掺杂 CeO 2-x 中诱导化学膨胀和高压电性 [8]。
硅上直接增强的超薄铁电性
致谢 本研究部分由伯克利负电容晶体管中心 (BCNCT)、ASCENT（联合大学微电子计划 (JUMP) 的六个中心之一）、DARPA 赞助的半导体研究公司 (SRC) 项目以及 DARPA T-MUSIC 项目资助。本研究使用了先进光子源的资源，先进光子源是美国能源部 (DOE) 科学办公室用户设施，由阿贡国家实验室为能源部科学办公室运营，合同编号为 DE-AC02-06CH11357。本研究使用了先进光源的资源，先进光源是美国能源部科学办公室用户设施，合同编号为 DE-AC02-05CH11231。斯坦福同步辐射光源、SLAC 国家加速器实验室的使用由美国能源部、科学办公室、基础能源科学办公室资助，合同编号为 DE-AC02-76SF00515。电子显微镜检查在劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 分子铸造厂进行，由美国能源部基础能源科学办公室科学办公室 (DE-AC02-05CH11231) 提供支持。JC 和 RdR 感谢美国能源部颁发的总统早期科学家和工程师职业奖 (PECASE) 的额外支持。作者贡献薄膜合成由 SSC、GK 和 DK 完成；电子显微镜检查分别由 RdR 和 S.-LH 在 JC 和 RR 的监督下完成，分析由 L.-CW 在 SS 的监督下完成；扫描探针显微镜由 SSC 和 NS 完成；干涉位移传感器测量由 RW 和 RP 完成和开发；扫描电容显微镜由 HZ 完成；X 射线结构表征由 SSC、NS 和 MM 在 AM 和 EK 的监督下完成；X 射线光谱由 SSC 在 RC、PS 和 EA 的监督下完成；二次谐波生成由 JX 在 XZ 的监督下进行；电气测量由 SSC、NS 和 AD 进行；SSC 和 SS 共同撰写了手稿。SS 监督了这项研究。所有作者都参与了讨论并对手稿发表了评论。利益竞争 作者声明不存在利益竞争。
镁取代的氧化锌薄膜中的铁电性
我们证明了具有Wurtzite结构的MG取代的ZnO薄膜中的铁电性。Zn 1-x mg x o膜通过（111）-PT //（0001）-AL 2 O 3基板在温度下为26至200°C的组合物上的（111）-PT //（0001）-AL 2 O 3底物生长，用于从x = 0到x = 0.37。X射线衍射表示C -Lattice参数的减少，并且在此组合范围内，A -Lattice参数的增加，MG含量增加，导致C/A轴向比为1.595。透射电子显微镜研究表明Zn 1 -x mg X O膜与PT电极之间的突然接口。在P O 2 = 0.025处制备时，通过原子力显微镜测量的Mg浓度> 29％，膜表面被异常定向的晶粒填充。提高P O 2至0.25消除了不良的晶粒。光学测量结果显示，随着MG含量的增加，带隙值的增加。在200°C的亚晶地上制备时，膜显示出超过100μccm-2的远程极化，当Mg含量约为30％至〜37％时，较不超过100μccm-2且胁迫场。底物温度可以降低到环境条件下，当这样做时，电容器堆栈仅显示出较小的牺牲，而对晶体取向和几乎相同的remanent极化值。但是，强制场降至2 mV/cm以下。使用环境温度沉积，我们证明了直接与聚合物亚电体表面集成的铁电容堆栈。
Hf0.5Zr0.5O2超薄膜中的无疲劳铁电性...
由于具有 CMOS 兼容性和可扩展性的特点，HfO 2 基铁电体是下一代存储器件的有希望的候选材料。然而，它们的商业化受到可靠性问题的极大阻碍，疲劳是一个主要障碍。我们报告了界面设计的 Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 基异质结构的无疲劳行为。构建了一个相干的 CeO 2- x /Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 异质界面，其中 CeO 2- x 充当“氧海绵”，能够可逆地接受和释放氧空位。这种设计有效地缓解了电极-铁电界面处的缺陷聚集，从而改善了开关特性。此外，设计了一种对称电容器架构来最大限度地减少印记，从而抑制了循环引起的定向缺陷漂移。这种双管齐下的技术可以减轻氧伏安法产生的化学/能量波动，抑制顺电相的形成和极化退化。该设计确保 Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 基电容器具有超过 10 11 次开关循环的无疲劳特性和超过 10 12 次循环的耐久寿命，以及出色的温度稳定性和保持性。这些发现为开发超稳定的氧化铪基铁电器件铺平了道路。
施加应力对薄ZR的铁电性的影响...
摘要：已经广泛研究了基于HFO 2的铁电材料，用于将其用于铁电FET，这与常规CMOS过程兼容。但是，材料固有的疲劳特性的问题限制了其用于设备应用的潜力。本文系统地研究了拉伸应力和退火温度对ZR掺杂的HFO HFO 2铁电灯面临的耐力和铁电特性的影响。残余极化（P R）显示了退火温度的趋势增加，而在与应激或退火温度的关系方面，强制性电场（E C）的变化并不明显。此外，拉伸应力的应用确实有助于将耐力特性提高到两个数量级的数量级，而耐力特性显示出与退火温度负相关的趋势。总体而言，尽管应力对HZO材料的铁电性的影响并不明显，但它对其耐力的特性具有很大的影响，并且可以优化材料的耐力，而铁电性对温度的依赖性更高。通过压力优化HZO材料的耐力特性可以促进其在未来的集成电路技术中的开发和应用。
混合非均匀材料中铁电性的光诱导控制......
铁电体 (FE) 具有自发和可切换的电极化，不仅在基础科学领域，而且在器件应用领域都具有重要意义。传统的铁电性，例如钙钛矿氧化物 BaTiO 3 中的铁电性，归因于 Ti d 0 和氧 p 态之间的 pd 杂化，其中长程库仑力优于短程排斥力 [1]。结果，BaTiO 3 中 Ti 偏心位移被诱导，从而破坏了中心对称性。在钙钛矿超晶格如ABO3/A'BO3和层状钙钛矿（ABO3）2（AO）[2-4]中发现的“混合不当”铁电性具有不同的起源，它源于A位上的极性模式与BO6八面体的两个非极性倾斜模式之间的三线性耦合。该机制更多地依赖于晶格的几何形状（即不同层上A阳离子的反极性位移之间的非完全补偿），而不是像传统FE那样依赖于静电力[5，6]。已经提出了不同的方法来操纵铁电性。施加在薄膜上的应变可以影响BaTiO3的电极化，也可以使量子顺电的SrTiO3变为铁电体，甚至提高其转变温度[7，8]。电荷掺杂已被证明是调节铁电性和创造新相的另一种有效方式。在传统铁电材料如 LiNbO 3 和 BaTiO 3 中，可以通过增加掺杂载流子的数量来抑制铁电位移 [9–12]。而在层状钙钛矿的三线性 Ruddlesden-Popper 相中，最近的一项研究表明，在 A 3 Sn 2 O 7 中静电掺杂会导致八面体旋转增加 [13]，从而增强极化。由于载流子可以屏蔽长程相互作用并倾向于保持中心对称性，因此铁电性与金属性共存是违反直觉的。这种不寻常的共存直到 2013 年才被发现，当时 LiOsO 3 被认定为第一个“极性金属” [14] − 比它的理论预测晚了六十年 [15]。最近的研究表明，二维拓扑半金属WTe 2 也表现出可切换的极化[16]。
反铁电氧化物膜中的尺寸诱导铁电性
尽管对铁电体的尺寸效应进行了广泛的研究，但是反铁电体的结构和特性在尺寸减小的情况下如何演变仍然难以捉摸。鉴于反铁电体在高能量密度存储应用方面具有巨大潜力，了解它们的尺寸效应将为优化小尺度器件性能提供关键信息。本文研究了无铅 NaNbO 3 膜中反铁电性的基本本征尺寸依赖性。通过广泛的实验和理论方法，探究了膜厚度减小后有趣的反铁电到铁电的转变。这种尺寸效应导致 40 nm 以下的铁电单相，以及在此临界厚度以上铁电和反铁电序共存的混合相状态。此外，结果表明反铁电和铁电序是电可切换的。第一性原理计算进一步表明，观察到的转变是由膜表面引起的结构扭曲驱动的。这项工作为反铁电体中内在尺寸驱动的缩放提供了直接的实验证据，并展示了利用尺寸效应通过膜平台驱动环境无铅氧化物中的突发特性的巨大潜力。
超细纳米域工程释放初期铁电的铁电性
摘要：初期的铁电特性已经成为一种有吸引力的功能材料，因为它们的潜力是为外来的铁电行为而设计的，因此具有巨大的希望，可以扩大铁电家族。然而，到目前为止，他们的人工设计的铁电性远远远远没有与经典的铁电抗衡。在这项研究中，我们通过制定超细纳米域工程策略来应对这一挑战。通过将这种方法应用于基于SRTIO 3的膜的代表性初期铁电膜，我们实现了前所未有的强大铁电性，不仅超过了先前的初期铁电磁记录，而且还可以与经典的铁电极相媲美。，薄膜的不分极化可达到17.0μccm-2，超高的居里温度为973 K.原子尺度研究阐明了这种强大的高密度超细性纳米域在跨越3-10个单位细胞中这种强大的高密度超细性纳米域中这种强大的铁电性的起源。将实验结果与理论评估相结合，我们揭示了潜在的机制，在这种机制中，有意稀释的外国FE元素可以很好地产生更深的Landau能量，并促进了极化的短期排序。我们开发的策略显着简化了非常规铁电的设计，为探索新的和上级铁电材料提供了多功能途径。
用于半导体工艺集成的下一代铁电材料及其应用
铁电体是一类具有电、机械和热特性之间各种相互作用的材料，这些特性使其具有丰富的功能。为了实现集成系统，必须将这些功能集成到半导体工艺中。为此，众所周知的铁电材料（例如钙钛矿类）的复杂性导致了严重的问题，限制了其在集成系统中的应用。在过去十年中，在氧化铪基材料中发现铁电性引起了人们对该领域的兴趣。最近，氮化铝钪中也验证了铁电性，这扩展了未来在集成电子学中看到丰富铁电功能的潜力。本文讨论了这两种材料系统在各种应用中的前景。
先进材料 - FIME
-压电材料（铁电性、压电性、电致伸缩性、热电性） -光电材料（光电效应、光电应用、电光应用） -磁/电活性材料（磁场和电场的效应、磁/电活性材料的分类、磁/电活性材料的应用）