铁电HfO越薄越好₂电影

研究人员发现了掺杂HfO的超薄膜₂表现出增强的铁电性，与钙钛矿等其他铁电性物质形成鲜明对比。压电响应力显微镜和扫描电容显微术验证了铁电极化开关发生在厚度为1 nm的薄膜中。

铁电薄膜要想实现下一代逻辑和存储设备，需要的厚度不超过2纳米。氧化铪(高频振荡器₂)基薄膜特别吸引人，因为它们与现代半导体工艺兼容。不幸的是，在这么小的厚度下，许多材料的铁电响应受到抑制。

由加州大学伯克利分校的研究人员领导的一个美国团队已经在Hf超薄膜中证明了稳定的铁电性_0．8Zr_0．2O₂采用低温原子层沉积(ALD)方法在硅表面生长HZO。随着其他测量，纳米尺度的表征与PFM和SCM提供了自发的，可切换的极化的决定性证据。数据显示，在萤石结构HZO的两个单元电池或1纳米的薄膜中，增强持续存在。

这一结果为利用超薄膜中的约束应变在纳米尺度上增强电极化提供了一条途径。采用这种方法，单片集成掺杂HfO₂在Si / SiO₂可以使极化存储器和铁电晶体管能够取代目前的技术，如闪存。

仪器使用

MFP-3D，数字

技术使用

压电响应力显微镜进行了庇护研究MFP-3D AFM成像写畴结构和测量开关光谱压电迟滞环。实验使用了Asylum独有的双幅度共振跟踪(DART)模式，该模式提高了对微弱信号的灵敏度，并最大限度地减少串扰。此外，还进行了PFM实验数码AFM与干涉式位移传感器选择。通过直接测量悬臂梁的挠度，IDS消除了静电耦合造成的干扰，提高了再现性。Cypher还用于扫描电容显微镜(SCM)测量微波频率(1.8 GHz)下的微分电容dC/dV。庇护的SCM选项提供比其他可用模块更高的性能，包括更快的扫描和高灵敏度和分辨率。

引用:S. Cheema, D. Kwon, N. Shanker等，直接在硅上生长的超薄膜增强铁电性。自然580478(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2208-x

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