Везде

ОФНПоверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования Journal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques

  • ISSN (Print) 1028-0960
  • ISSN (Online) 3034-5731

СТРУКТУРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ HfZrO В РЕЗУЛЬТАТЕ ИХ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ

Вы можете
Код статьи
S30345731S1028096025040011-1
DOI
10.7868/S3034573125040011
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Лев Л.Л.
  • Аффилиация: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Конашук А.С.
  • Аффилиация: Санкт-Петербургский государственный университет
Хакимов Р.Р.
  • Аффилиация: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Черникова А.Г.
  • Аффилиация: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Маркеев А.М.
  • Аффилиация: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Лебедев А.М.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Назин В.Г.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Чумаков Р.Г.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Зенкевич А.В.
  • Аффилиация: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 4
Страницы
3-10
Аннотация
Несмотря на очень большое число уже опубликованных статей на тему сегнетоэлектрических слоев HfZrO (HZO), этот материал продолжает привлекать к себе повышенное внимание исследователей благодаря перспективам создания на его основе совместимых с современной кремниевой технологией конкурентоспособных устройств энергонезависимой памяти. Среди трудностей на пути создания промышленной технологии таких устройств - нестабильность остаточной поляризации сегнетоэлектрика в процессе многократных переключений внешним электрическим полем. В частности, на начальных этапах такого “циклирования”, как правило, наблюдается значительный рост остаточной поляризации (эффект “пробуждения”), а затем после достижения некоторого количества циклов - ее снижение (эффект “усталости”). Вопрос о том, какие процессы приводят к такой нестабильности, остается дискуссионным. При использовании ранее разработанной методологии анализа фазового состава сверхтонких слоев HZO синхротронным методом NEXAFS показано, что в конденсаторах на основе структур TiN/HZO/TiN “пробуждение”, наблюдающееся в течение первых 105 циклов переключений, объясняется увеличением относительного содержания полярной ромбической фазы в HZO за счет уменьшения содержания “паразитной” тетрагональной фазы. Полученные результаты подтверждают стимулированный электрическим полем структурный фазовый переход в пленках как один из механизмов, объясняющих эволюцию функциональных свойств сегнетоэлектрических элементов памяти на основе HZO на протяжении их срока эксплуатации.
Ключевые слова
атомно-слоевое осаждение сегнетоэлектричество HfZrO электрофизические свойства энергонезависимая память тонкая структура спектров поглощения рентгеновских лучей
Дата публикации
27.12.2024
Год выхода
2024
Всего подписок
0
Всего просмотров
56

Библиография

  1. 1. Robertson J. // Rep. Progress Phys. 2005. V. 69. P. 327. https://doi.org/10.1088/0034-4885/69/2/R02
  2. 2. Kim S. K., Lee S. W., Han J. H., Lee B., Han S., Hwang C. S. // Adv. Funct. Mater. 2010. V 20. P. 2989. https://doi.org/10.1002/adfm.201000599
  3. 3. Boscke T.S., Muller J., Brauhaus D., Schroder U., Bottger U. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 102903. https://doi.org/10.1063/1.3634052
  4. 4. Mueller S., Mueller J., Singh A., Riedel S., Sundqvist J., Schroeder U., Mikolajick T. // Adv. Funct. Mater. 2012. V. 22. P. 2412. https://doi.org/10.1002/adfm.201103119
  5. 5. Chernikova A.G., Kuzmichev D.S., Negrov D.V., Kozodaev M.G., Polyakov S.N., Markeev A.M. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 108. P. 242905. https://doi.org/10.1063/1.4953787
  6. 6. Hoffmann M., Schroeder U., Schenk T., Shimizu T., Funakubo H., Sakata O., Pohl D., Drescher M., Adelmann C., Materlik R., Kersch A., Mikolajick T. // J. Appl. Phys. 2015. V. 118. P. 072006. https://doi.org/10.1063/1.4927805
  7. 7. Muller J., Schroder U., Boscke T. S., Muller I., Bottger U., Wilde L., Sundqvist J., Lemberger M., Kucher P., Mikolajick T., Frey L. // J. Appl. Phys. 2011. V. 110. P. 114113. https://doi.org/10.1063/1.3667205
  8. 8. Schroeder U., Yurchuk E., Muller J., Martin D., Schenk T., Polakowski P., Adelmann C., Popovici M.I., Kalinin S.V., Mikolajick T. // Jpn. J. Appl. Phys. 2014. V. 53. P. 08LE02. https://doi.org/10.7567/JJAP.53.08LE02
  9. 9. Muller J., Boscke T.S., Schroder U., Mueller S., Brauhaus D., Bottger U., Frey L., Mikolajick T. // Nano Lett. 2012. V. 12. P. 4318. https://doi.org/10.1021/nl302049k
  10. 10. Hyuk Park M., Joon Kim H., Jin Kim Y., Lee W., Moon T., Seong Hwang C. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 242905. https://doi.org/10.1063/1.4811483
  11. 11. Chernikova A., Kozodaev M., Markeev A., Negrov D., Spiridonov M., Zarubin S., Bak O., Buragohain P., Lu H., Suvorova E., Gruverman A., Zenkevich A. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 11. P. 7232. https://doi.org/10.1021/acsami.5b11653
  12. 12. Chouprik A., Zakharchenko S., Spiridonov M., Zarubin S., Chernikova A., Kirtaev R., Buragohain P., Gruverman A., Zenkevich A., Negrov D. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 8818. https://doi.org/10.1021/acsami.7b17482
  13. 13. Zarubin S., Suvorova E., Spiridonov M., Negrov D., Chernikova A., Markeev A., Zenkevich A. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 109. P. 192903. https://doi.org/10.1063/1.4966219
  14. 14. Hwang C.S. // Adv. Electron. Mater. 2015. V. one. P. 1400056. https://doi.org/10.1002/aelm.201400056
  15. 15. Kim S. K., Popovici M. // MRS Bull. 2018. V. 43. P. 334. https://doi.org/10.1557/mrs.2018.95
  16. 16. Pešić M., Fengler F.P.G., Larcher L., Padovani A., Schenk T., Grimley E.D., Sang X., LeBeau J.M., Slesazeck S., Schroeder U. and Mikolajick T. // Adv. Funct. Mater. 2016. V. 26. P. 4601. https://doi.org/10.1002/adfm.201600590
  17. 17. Hamouda W., Pancotti A., Lubin C., Tortech L., Richter C., Mikolajick T., Schroeder U., Barrett N. // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 064105. https://doi.org/10.1063/1.5128502
  18. 18. Chouprik A., Negrov D., Tsymbal E., Zenkevich A. // Nanoscale. 2021. V. 13. P. 11635. https://doi.org/10.1039/D1NR01260F
  19. 19. Koroleva A.A., Chernikova A.G., Zarubin S.S., Korostylev E.V., Khakimov R.R., Zhuk M.Yu., Markeev A.M. // ACS Omega. 2022. V. seven. № 50. P. 47084. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c06237
  20. 20. Colla E.L., Taylor D.V., Tagantsev A.K., Setter N. // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 72. № 19. P. 2478. https://doi.org/10.1063/1.121386
  21. 21. Stohr J. NEXAFS Spectroscopy. Vol. 25. Springer Berlin Heidelberg, 1992.
  22. 22. Filatova E.O., Sokolov A.A. // J. Synchrotron Radiat. 2018. V. 25. P. 232. https://doi.org/10.1107/S1600577517016253
  23. 23. Filatova E.O., Sokolov A.A., Kozhevnikov I.V., Taracheva E.Y., Grunsky O.S., Schaefers F., Braun W. // J. Phys. Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 185012. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/18/185012
  24. 24. Dmitriyeva A.V., Zarubin S.S., Konashuk A.S., Kasatikov S.A., Popov V.V., Zenkevich A.V. // J. Appl. Phys. 2023. V. 133. P. 054103. https://doi.org/10.1063/5.0131893
  25. 25. Cheema S.S., Kwon D., Shanker N., dos Reis R., Hsu S.-L., Xiao J., Zhang H., Wagner R., Datar A., McCarter M.R., Serrao C.R., Yadav A.K., Karbasian G., Hsu C.-H., Tan A.J., Wang L.-C., Thakare V., Zhang X., Mehta A., Karapetrova E., Chopdekar R.V, Shafer P., Arenholz E., Hu C., Proksch R., Ramesh R., Ciston J., Salahuddin S. // Nature. 2020. V. 580. P. 478. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2208-x
  26. 26. Kozodaev M.G., Chernikova A.G., Korostylev E.V., Park M.H., Khakimov R.R., Hwang C.S., Markeev A.M. // 2019. J. Appl. Phys. V. 125. P. 034101. https://doi.org/10.1063/1.5050700
  27. 27. Lebedev A.M., Menshikov K.A., Nazin V.G., Stankevich V.G., Tsetlin M.B., Chumakov R.G. // J. Surf. Invest.: X-Ray Synchrotron Neutron Tech. 2021. V. 15. P. 1039. https://doi.org/10.1134/S1027451021050335
  28. 28. Henke B.L., Gullikson E.M., Davis J.C. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1993. V. 54. № 2. P. 181. https://doi.org/10.1006/adnd.1993.1013
  29. 29. Vasić R., Consiglio S., Clark R. D., Tapily K., Sallis S., Chen B., Newby, Jr. D., Medikonda M., Muthinti G.R., Bersch E., Jordan-Sweet J., Lavoie C., Leusink G.J., Diebold A.C. // J. Appl. Phys. V. 2013. 113. P. 234101. https://doi.org/10.1063/1.4811446
  30. 30. Jain A., Ong S. P., Hautier G., Chen W., Davidson Richards W., Dacek S., Cholia S., Gunter D., Skinner D., Ceder G., Persson K.A. // APL Mater. 2013. V. 1. P. 011002. https://doi.org/10.1063/1.4812323
  31. 31. Cho D.-Y., Jung H.-S., Hwang C. S. // 2010. Phys. Rev. B. V. 82. P. 094104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.094104
  32. 32. Martin D., Muller J., Schenk T., Arruda T.M., Kumar A., Strelcov E., Yurchuk E., Muller S., Pohl D., Schroder U., Kalinin S.V., Mikolajick T. // Adv. Mater. 2014. V. 26. P. 8198. https://doi.org/10.1002/adma.201403115
  33. 33. Lederer M., Abdulazhanov S., Olivo R., Lehninger D., Kampfe T., Seidel K., Eng L. M. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 22266. https://doi.org/10.1038/s41598-021-01724-2
  34. 34. Lomenzo P.D., Takmeel Q., Zhou C., Fancher C.M., Lambers E., Rudawski N.G., Jones J.L., Moghaddam S., Nishida T. // J. Appl. Phys. 2015. V. 117. P. 134105. https://doi.org/10.1063/1.4916715
  35. 35. Kim H.J., Park M.H., Kim Y.J., Lee Y.H., Moon T., Kim K.D., Hyun S.D., Hwang C.S. // Nanoscale. 2016. V. 8. P. 1383. https://doi.org/10.1039/C5NR05339K
  36. 36. Grimley E.D., Schenk T., Sang X., Pešić M., Schroeder U., Mikolajick T., LeBeau J.M. // Adv. Electron. Mater. 2016. V. 2. P. 1600173. https://doi.org/10.1002/aelm.201600173
  37. 37. Pešić M., Fengler F.P.G., Larcher L., Padovani A., Schenk T., Grimley E.D., Sang X., LeBeau J.M., Slesazeck S., Schroeder U., Mikolajick T. // Adv. Funct. Mater. 2016. V. 26. P. 4601. https://doi.org/10.1002/adfm.201600590
  38. 38. Chouprik A., Zakharchenko S., Spiridonov M., Zarubin S., Chernikova A., Kirtaev R., Buragohain P., Gruverman A., Zenkevich A., Negrov D. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 8818. https://doi.org/10.1021/acsami.7b17482
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека