抽象2D铁电/石墨烯异质结构是通过机械去角质制造的,横穿异质结构界面的载体动力学已通过拉曼,光致发光和瞬态吸收测量值进行了系统地研究。由于有效的界面照片激发电子传递和捕获孔的光吸收效果,异质结构设备显示出卓越的性能,最大响应性为2.12×10 4 A/W,在λ= 532 nm laseer Illumuminention下,探测率为1.73×10 14 jones和快速响应时间(241 µS)。此外,还研究了受铁电化场影响的照片反应。我们的工作确认铁电β-inse/石墨烯异质结构是敏感光电应用的出色材料平台。
本文介绍了在 LiNbO 3 和 LiNbO 3 :Fe 衬底上采用水热法在低温下生长的 ZnO 纳米棒组成的半导体铁电结构的特性。通过扫描电子显微镜、光致发光和分光光度法分析了所得结构。给出了 SEM 图像和光谱、吸收光谱、紫外和可见光范围内的光致发光光谱。研究表明,可以与其他方法一起使用水热法合成 Zn(NO 3 ) 2 6H 2 O 和 C 6 H 12 N 4 来获得 ZnO 纳米棒阵列,作为基于表面活性剂的紫外线辐射传感器的敏感元件。关键词:纳米棒;光致发光;扫描电子显微镜;吸收光谱 PACS:68.37.Hk,78.55.Ap,42.25.Bs,61.46.Km
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]。
摘要HF 0。5 ZR 0。 5 O 2(Hzo)基于基于铁的铁电场晶体管(FEFET)Synapse是符合处尺度深神经网络(DNN)应用的承诺候选者,因为其高对称性,准确的准确性,良好的准确性和快速运行速度。 然而,随着时间的流逝,由去极化场引起的remanent极化(P R)的降解尚未有效地解决,从而极大地影响了受过训练的DNN的准确性。 在这项研究中,我们证明了使用FE模式进行高速重量训练的铁电(Fe)抗性切换(RS)可切换突触,并进行稳定的重量存储的RS模式,以克服准确性降解。 FE-RS杂交特性是通过具有非对称电极的基于HZO的金属 - 有线金属(MFM)电容器来实现的,最佳的Fe耐力以及最可靠的RS行为可以通过测试多种电极材料来证明。 在FE和RS模式下都可以实现高内存窗口。 通过这种设计,通过网络仿真验证,随着时间的流逝,保持出色的精度。5 ZR 0。5 O 2(Hzo)基于基于铁的铁电场晶体管(FEFET)Synapse是符合处尺度深神经网络(DNN)应用的承诺候选者,因为其高对称性,准确的准确性,良好的准确性和快速运行速度。然而,随着时间的流逝,由去极化场引起的remanent极化(P R)的降解尚未有效地解决,从而极大地影响了受过训练的DNN的准确性。在这项研究中,我们证明了使用FE模式进行高速重量训练的铁电(Fe)抗性切换(RS)可切换突触,并进行稳定的重量存储的RS模式,以克服准确性降解。FE-RS杂交特性是通过具有非对称电极的基于HZO的金属 - 有线金属(MFM)电容器来实现的,最佳的Fe耐力以及最可靠的RS行为可以通过测试多种电极材料来证明。在FE和RS模式下都可以实现高内存窗口。通过这种设计,通过网络仿真验证,随着时间的流逝,保持出色的精度。
将铁电负电容 (NC) 集成到场效应晶体管 (FET) 中有望突破被称为玻尔兹曼暴政的功耗基本限制。然而,在非瞬态非滞后状态下实现稳定的静态负电容仍然是一项艰巨的任务。问题源于缺乏对如何利用由于域状态出现而产生的 NC 的根本起源来实现 NC FET 的理解。在这里,我们提出了一种基于铁电域的场效应晶体管的巧妙设计,具有稳定的可逆静态负电容。使用铁电电容器的电介质涂层可以实现负电容的可调性,从而极大地提高了场效应晶体管的性能。
密度泛函理论计算用于预测 Cd 基混合有机-无机高 TC 铁电钙钛矿的电子结构,TMCM-CdCl 3 是其中一种代表。我们报告了这些非磁性化合物价带中的 Rashba-Dresselhaus 自旋分裂。有趣的是,我们在计算中发现分裂不一定对材料的极化敏感,而是对有机分子本身敏感,这为通过分子的选择实现其化学可调性开辟了道路。通过在 CdCl 3 链中替换 Cl,可以进一步实现自旋分裂的化学可调性,因为发现价带源自 Cl-Cl 周键合轨道。例如,在 TMCM-CdCl 3 中用 Br 替换 Cl 导致自旋分裂增加十倍。此外,这些材料中的自旋极化产生了与极化方向耦合的持久自旋纹理,因此可以通过电场进行控制。这对于自旋电子学应用来说很有前景。
通过其对低对称晶体相的依赖性,铁电性本质上是与给定材料相关的相位图较低温度范围的特性。本文提供了结论性的证据,即在铁电Al 1-X SC X N的情况下,低温必须被视为纯粹的术语,因为确认其铁电到 - 偏移过渡温度可以超过1100°C,因此几乎任何其他任何其他薄膜。我们通过研究0.4-2μm厚的Al 0.73 SC 0.73 SC 0.27 N膜在MO底部电极上通过原位高温X射线衍射和渗透者测量在MO底部电极上生长的结构稳定性得出了这一结论。我们的研究表明,在整个1100°C退火循环中,Al 0.73 SC 0.27 N的Wurtzite型结构是通过恒定的C / A晶格参数比率可见的。原位介电常数测量最多执行的1000°C强烈支持此结论,并包括仅在测量间隔非常上端的发散介电常数的开始。我们的原位测量值通过原位(扫描)透射电子显微镜以及极化和容量滞后测量得到很好的支持。这些结果证实了在完整的1100°C退火处理过程中铭刻极化的稳定性旁边的尺度上的结构稳定性。因此,Al 1-X SC X n是第一个容易获得的薄膜铁电薄膜,其温度稳定性几乎超过了微技术中发生的所有热预算,无论是在制造过程中还是设备的寿命,即使在最恶劣的环境中也是如此。
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。
放松剂铁电源形成一类特殊的功能材料,通常由复杂的钙钛矿Pb(Bb')O 3组成,如Pb所示(Mg 1/3 NB 2 /3)O 3所示,其中Mg和Nb的组合序对其属性至关重要。在这项工作中,使用第一个基于基本的模型进行分析表明,尽管静电相互作用很重要,但可以采用最近的邻居假设(用于金属合金)来理解PB(BB')O 3中的组成顺序。使用川崎蒙特 - 卡洛方法的数值模拟可以通过最大化B-B'对的数量(或Bethe的参数)来对实验观察到的组成排序进行建模,这是确定排序的重大因素。还讨论了配置能量退化的微妙之处,这解释了这种系统固有存在的部分疾病。
手性是一种基本的不对称性质,用来描述可与其镜像区分开来的系统,它仍然是现代科学关注的焦点 1 – 4 ,手性材料有多种应用 5 – 8 。手性拓扑结构为新一代手性材料奠定了基础,其中手性扩展到纳米和微米尺度。在胆甾型液晶中观察到了非均匀手性态、螺旋、蓝色和扭曲晶界 (TGB) 相 9、10 。Skyrmion 是矢量序参数(如磁化强度或极化密度)的手性结构,由于其在信息技术中的潜在应用,在过去十年中在磁性材料中引起了相当大的关注 11 – 13。然而,这些材料的一个显着特征是特定的非手性对称性,这种对称性由胆甾体中的非镜像对称分子或磁性系统中的反对称自旋交换所具有,从而导致 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用。最近,据报道,将承载 skyrmion 的磁体类型扩展到没有 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用的系统14,15。然而,在这些系统中调整 skyrmion 手性的可能性仍是一个悬而未决的问题。虽然铁电材料中不存在预定义的手性对称性,但最近发现它们具有丰富的手性拓扑激发,包括布洛赫畴壁16-19,具有 skyrmion 结构的无芯涡旋20-22,单个 skyrmion 23,24,skyrmion 晶格 25 和 Hopfion 26。铁电体的一个显著特征是,当去极化电荷 ρ = ∇⋅ P 重排以降低它们的相互作用能时,由于限制和去极化效应的特定相互作用导致自发对称性破缺,从而出现手性,导致极化发生手性扭曲。重要的是,不同的手性(“左”态和“右”态)在能量上是简并的,因此可以互相切换。然而,执行这种手性切换是一项挑战,因为可以作为控制参数的基本场具有非手性性质。我们发现,由于去极化效应会导致大量拓扑激发,因此铁电纳米点可以提供丰富的相图,并且我们证明铁电纳米点包含极化 skyr-mions。特别是,我们设计了一个系统,其中可以通过施加电场来实现相反手性之间的受控切换。