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。
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
,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。
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。
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。