1材料科学与工程与材料研究所,宾夕法尼亚州立大学 - 宾夕法尼亚大学公园,16802,美国2,美国2宾夕法尼亚大学化学系 - 宾夕法尼亚大学 - 宾夕法尼亚大学,19104年,19104年,19104年,美国3号材料科学与工程系,宾夕法尼亚州31. penns -penn -pennia -penn -pennia -pennia -pennia -pennia -pennia -pennia -pennsy -pennia -pennsy -pennia -pitburgh,pictburgh,pitturgh,pictburgh,pitturgh,pitturgh,pitturgh普渡大学机械工程和birck纳米技术中心 - 印第安纳州拉斐特47907,美国5微型系统工程,科学与应用,桑迪亚国家实验室 - 新墨西哥州阿尔伯克基,新墨西哥州87123,美国6 6美国材料科学与工程系,弗吉尼亚州材料科学系 - 弗吉尼亚州材料部 - 弗吉尼亚州弗吉尼亚州弗吉尼亚州及其弗吉尼亚州22222.120900404,田纳西州,诺克斯维尔 - 诺克斯维尔田纳西州,37916,美国8纳米相材料科学中心,橡树岭国家实验室-Oak Ridge,TN,37830,U.S.A)作者应向谁进行处理:jac5956@psu.edu
铁电纤锌矿具有彻底改变现代微电子学的潜力,因为它们很容易与多种主流半导体平台集成。然而,为了与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 电子产品兼容,需要大幅降低反转其极化方向和解锁电子和光学功能所需的电场。为了了解这一过程,我们用扫描透射电子显微镜在原子尺度上观察并量化了代表性铁电纤锌矿 (Al 0.94 B 0.06 N) 的实时极化切换。分析揭示了一种极化反转模型,其中纤锌矿基面中褶皱的铝/氮化硼环逐渐变平并采用瞬态非极性几何结构。独立的第一性原理模拟揭示了通过反极性相的反转过程的细节和能量。该模型和局部机械理解是这种新兴材料类别的属性工程工作的关键初始步骤。B
极化和铁电转变温度之间的关系 ( 5 ) – 即它们可能不是软模式铁电体;(ii) 实现铁电性的新物理机制几乎肯定会带来不同的物理缩放趋势表现和不同的温度、压力和时间特性依赖性;(iii) 这些材料可以在室温或接近室温下加工,具有稳健的特性响应,在某些情况下(例如、Al 1-x B x N)为 40
摘要:我们进行了广泛的理论和实验研究,以确定短周期 GaN/AlN 超晶格 (SL) 中 GaN 和 AlN 层之间的界面相互扩散对拉曼光谱的影响。通过从头算和随机元等位移模型框架,模拟了具有尖锐界面和不同界面扩散程度的 SL 的拉曼光谱。通过对 PA MBE 和 MOVPE 生长 SL 的理论计算结果与实验数据的比较,表明与 A 1 (LO) 限制声子相关的能带对界面扩散程度非常敏感。结果获得了 A 1 (LO) 限制声子范围内的拉曼光谱与 SL 中界面质量之间的相关性。这为使用拉曼光谱分析短周期 GaN/AlN SL 的结构特征开辟了新的可能性。
开发了铁电纤锌矿氮化铝钪 (Al 1 − x Sc x N) 固溶体的 Landau – Devonshire 热力学能量密度函数。该函数使用现有的实验和理论数据进行参数化,能够准确再现块体和薄膜的成分相关铁电特性,例如自发极化、介电常数和压电常数。发现纤锌矿结构保持铁电性的最大 Sc 浓度为 61 at. %。对 Al 1 − x Sc x N 薄膜的详细分析表明,铁电相变和特性对基底应变不敏感。这项研究为新型铁电纤锌矿固溶体的定量建模奠定了基础。
,除非探索非传统计算体系结构和创新的存储解决方案,否则计算和数据存储的能源需求将继续呈指数增长。低能计算,包括内存架构,具有解决这些能力和环境挑战的潜力,尤其是四面体(Wurtzite-type)铁电挑战是绩效和与现有半导体过程集成的有希望的选择。Al 1-X sc X n合金是表现为铁电转换的少数四面体材料之一,但是切换极化所需的电场,即,强制性场E C在MV/CM的顺序上,该顺序是MV/CM的顺序,该顺序比传统的传统氧化物氧化物蛋白酶蛋白酶蛋白酶高度高约1-2个数量级。我们不是进一步的工程AL 1 -x SC X N和相关的合金,而是探索计算识别的替代途径,其开关屏障的新材料低于ALN,但仍具有足够高的内在分解场。超越了二进制化合物,我们探索了具有Wurtzite型结构的多元化合物的搜索空间。通过这次大规模搜索,我们确定了四个有希望的三元氮化物和氧化物,包括Mg 2 Pn 3,Mgsin 2,Li 2 Sio 3和Li 2 Geo 3,以实现实验实现和工程。在> 90%的被考虑的多元材料中,我们确定了独特的开关途径和非极性结构,这些结构与基于ALN的Maverials中通常假定的开关机制不同。我们的结果反驳了现有的设计原理,基于降低Wurtzite C/A晶格参数比率,同时支持两个新兴设计原理 - 离子性和键强度。
随着相关应用领域的扩大,人们对 AlN 基 III 族金属氮化物半导体合金(如 (Al,Ga)N 和 (Al,In,Ga)N)的关注度也与日俱增。首先,人们之所以对它们感兴趣,是因为它们具有可调特性,可用于发光二极管 (LED) 和其他光电应用 [1],并且具有宽带隙 (WBG) 半导体特性,可用于射频 (RF) 和电力电子应用中的高电子迁移率晶体管 (HEMT)。[2] 2009 年,首次有报道称在 AlN 中添加钪可显著提高压电响应 [3],并很快被用于压电薄膜器件,如手机中的薄膜体声波谐振器 (FBAR)。 [4] 最近有关 Al 1-x Sc x N(x ≥ 0.1)的铁电性的报道,作为第一种纤锌矿铁电材料,引起了进一步的科学兴趣[5,6],也引起了作为混合逻辑存储器设备候选者的重大技术兴趣。
锌Blende和Wurtzite阶段:DFT研究B. Ahmed,B。I。Sharma * Assam University Silchar,788011,印度氮化铝(ALN)是宽带III-V组,Aln在三种不同的晶格结构中展出。在这项工作中,我们根据密度函数理论(DFT),以修改的BECKE-JOHNSON通用梯度近似(MBJ-GGGA)作为交换潜力,研究了岩石(RS),Zincblende(Zb)和Wurtzite(WZ)(WZB)和Wurtzite(WZ)(WZB)相的不同结构和电子特性。在本计算中获得的结构晶格参数和能量带隙与可用的实验值一致。结构计算表明,最稳定的相是wurtzite相,亚稳态相是锌蓝的相。发现Rocksalt,Zincblende和Wurtzite相中的Aln带gap分别为6.33 eV,4.7 eV和5.6 eV。在岩石和锌蓝岩相的情况下,带盖是间接的,在wurtzite相的情况下进行了直接。(2020年10月14日收到; 2021年2月2日接受))关键词:晶体结构,结构优化,密度功能理论,能量带隙,状态的密度
当前最先进的量子点发光二极管的外部量子效率受限于较低的光子输出耦合效率。采用纳米棒、纳米片和点盘纳米晶体等取向纳米结构的发光二极管有利于光子输出耦合;然而,它们的内部量子效率往往会受到影响,因此实现净增益一直颇具挑战性。本文报道了各向同性形状的量子点,其特征是由纤锌矿相和闪锌矿相组成的混合晶体结构。纤锌矿相促进偶极-偶极相互作用,从而使溶液处理薄膜中的量子点定向,而闪锌矿相则有助于提升电子态简并度,从而实现定向光发射。这些特性的结合在不影响内部量子效率的情况下改善了光子输出耦合。制备的发光二极管的外部量子效率为 35.6%,并且可以在初始亮度为 1,000 cd m –2 的情况下连续运行 4.5 年,性能损失最小约为 5%。
AlN 被广泛用作压电 MEMS 中的压电薄膜。ScN 的添加大大改善了 AlN 有限的性能。Sc 含量达到 43at% 之前,AlScN 结晶为纤锌矿结构,并表现出压电耦合的持续改善。Sc 含量超过 43at% 时,AlScN 恢复为立方结构,不具有压电特性。AlScN 最有利的方法是使用 N 2 气氛中的 AlSc 合金靶材溅射。