A descoberta de materiais pode ajudar a criar chips de memória de baixo custo e longa vida útil
Método de deposição da camada HZO. Camadas HZO do capacitor TiN/HZO/TiN foram depositadas por magnetron Co-sputtering de Hf e ZrO2 alvos, e oxigênio (0,6 sccm) e argônio (40 sccm) são forçados para dentro da câmara. Para variar o conteúdo de Hf/Zr entre amostras, o ZrO2 a potência da fonte foi mantida constante (em 110 W), enquanto a potência da fonte Hf variou de 20 W a 28 W. Crédito:Science (2023). DOI:10.1126/science.adf6137 Materiais ferroelétricos à base de óxido de háfnio são candidatos promissores para dispositivos em nanoescala de próxima geração devido à sua integração na eletrônica de silício.
Em um estudo publicado na Science , pesquisadores do Instituto de Microeletrônica da Academia Chinesa de Ciências (IMECAS) e do Instituto de Física do CAS fizeram a descoberta de um ferroelétrico romboédrico estável Hf(Zr)+x O2 que exibe um campo coercitivo ultrabaixo.
O alto campo coercitivo intrínseco da fluorita ferroelétrica Hf(Zr)O2 dispositivos leva à tensão operacional incompatível com nós de tecnologia avançada e resistência limitada. Neste trabalho, uma fase r ferroelétrica estável Hf(Zr)1+x O2 material que reduz efetivamente a barreira de comutação de dipolos ferroelétricos em HfO2 materiais à base de água foram descobertos.
A microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM) verificou a intercalação do excesso de átomos de Hf (Zr) dentro dos locais ocos, formando um arranjo ordenado. Os cálculos da teoria do funcional da densidade (DFT) forneceram insights sobre o mecanismo subjacente de que os átomos intercalados estabilizam a fase ferroelétrica e reduzem sua barreira de comutação.
Os dispositivos ferroelétricos baseados na fase r Hf(Zr)1+x O2 exibem um campo coercitivo ultrabaixo (~0,65 MV/cm), um alto valor de polarização remanescente (Pr) de 22 μC/cm
2
, um pequeno campo de polarização de saturação (1,25 MV/cm) e alta resistência (10
12
ciclos).
A obra tem aplicações em chips de memória de baixo custo e longa duração.
Mais informações: Yuan Wang et al, Uma fase romboédrica estável em capacitor ferroelétrico Hf (Zr) 1+ x O 2 com campo coercitivo ultrabaixo, Science (2023). DOI:10.1126/science.adf6137 Informações do diário: Ciência
