Формирование полярной сегнетоэлектрической фазы в пленках HfO2 в зависимости от условий отжига и химических свойств примесей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом Ритвельда проведен количественный фазовый анализ активного слоя HfO2 в слоистых структурах Si-sub./SiO2/HfO2/TiN в зависимости от температуры отжига и сорта легирующей примеси. Дополнительно проведены исследования кристаллической структуры HfO2 методом просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружена связь между валентностью примеси и формирующимися в пленке HfO2 кристаллическими фазами. Показано, что легирование Al с последующим высокотемпературным отжигом в хорошей степени предотвращает образование тетрагональной фазы (пр. гр. P42/nmc) в пользу формирования полярной орторомбической фазы (пр. гр. Pca21). Полученные результаты могут быть применены при синтезе сегнетоэлектрических пленок на основе HfO2 для их использования в энергонезависимых системах памяти.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Бугаев

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Россия, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

А. С. Конашук

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Россия, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

Е. О. Филатова

Институт физики, Санкт-Петербургский государственный университет

Email: bugaev.sasha99@mail.ru
Россия, г. Санкт-Петербург, г. Петергоф

Список литературы

  1. Böscke T.S., Müller J., Bräuhaus D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 102903. https://doi.org/10.1063/1.3634052
  2. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. // Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1979. 640 с.
  3. Mikolajick T., Slesazeck S., Mulaosmanovic H. et al. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. P. 100901. https://doi.org/10.1063/5.0037617
  4. Starschich S., Boettger U. // J. Mater. Chem. C. 2017. V. 5. P. 333. https://doi.org/10.1039/C6TC04807B
  5. Park M.H., Schenk T., Fancher C.M. et al. // J. Mater. Chem. C. 2017. https://doi.org/10.1039/C7TC01200D
  6. Кржижановская М.Г., Фирсова В.А., Бубнова Р.С. // Применение метода Ритвельда для решения задач порошковой дифрактометрии. Учебное пособие. СПб.: Санкт-Петербургский университет, 2016.
  7. https://luttero.github.io/maud/
  8. Park M.H., Kim H.J., Kim Y.J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 242905. https://doi.org/10.1063/1.4811483
  9. Yang H., Lee H.J., Jo J. et al. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 14. P. 064012. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.064012
  10. Yang Y., Zhu W., Ma T.P., Stemmer S. // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. P. 3772. https://doi.org/10.1063/1.1652240
  11. Koo J., Lee J., Kim S. et al. // J. Korean Phys. Soc. 2005. V. 47. P. 501.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальные и рассчитанные дифрактограммы образцов: неотожженного (1), отожженного при 850 (2) и 1000°C (3).

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экспериментальные и рассчитанные дифрактограммы образцов: отожженного при 1000°C (1), отожженного при 1000°C с примесью Si (2).

Скачать (22KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальные и рассчитанные дифрактограммы образцов: неотожженного (1), неотожженного с примесью Al (2), отожженного при 850°C с примесью Al (3).

Скачать (22KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ПЭМ-изображения образцов: отожженного при 1000°C (а), отожженного при 1000°C с примесью Si (б) и отожженного при 850°C с примесью Al (в).

Скачать (113KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024