Exploring tungsten-oxygen vacancy synergy: Impact on leakage characteristics in Hf0.5Zr0.5O2 ferroelectric thin films

材料科学 铁电性 泄漏(经济) 薄膜 空位缺陷 氧气 光电子学 结晶学 纳米技术 冶金 化学 电介质 有机化学 宏观经济学 经济
作者
Xuepei Wang,Maokun Wu,Ting Zhang,Boyao Cui,Yu-Chun Li,Jinhao Liu,Yishan Wu,Yichen Wen,S. Ye,Pengpeng Ren,David Wei Zhang,Hong‐Liang Lu,Runsheng Wang,Zhigang Ji,Ru Huang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:124 (23) 被引量:3
标识
DOI:10.1063/5.0207775
摘要

The recent discovery of ferroelectric properties in HfO2 has sparked significant interest in the fields of nonvolatile memory and neuromorphic computing. Yet, as device scaling approaches sub-nanometer dimensions, leakage currents present a formidable challenge. While tungsten (W) electrodes are favored over traditional TiN electrodes for their superior strain and interface engineering capabilities, they are significantly hampered by leakage issues. In this study, we elucidate a positive feedback mechanism attributable to W electrodes that exacerbates oxygen vacancy defects, as evidenced by density functional theory computations. Specifically, intrinsic oxygen vacancies facilitate the diffusion of W, which, in turn, lowers the formation energy of additional oxygen vacancies. This cascade effect introduces extra defect energy levels, thereby compromising the leakage characteristics of the device. We introduce a pre-annealing method to impede W diffusion, diminishing oxygen vacancy concentration by 5%. This reduction significantly curtails leakage currents by an order of magnitude. Our findings provide a foundational understanding for developing effective leakage suppression strategies in ferroelectric devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汉堡包应助vvvvvv采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
科目三应助DDDOG采纳,获得30
2秒前
乐乐应助方寸星河采纳,获得10
3秒前
4秒前
美少女壮壮完成签到 ,获得积分10
7秒前
英俊的铭应助扒开皮皮采纳,获得10
7秒前
9秒前
11秒前
15秒前
刘刘发布了新的文献求助10
15秒前
DDDOG发布了新的文献求助30
16秒前
所所应助rrrrroxie采纳,获得10
17秒前
鹤鸣完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
扒开皮皮发布了新的文献求助10
20秒前
昏睡的蟠桃应助sss采纳,获得200
20秒前
科研通AI2S应助li采纳,获得10
21秒前
云宇发布了新的文献求助10
23秒前
充电宝应助觉悟111采纳,获得10
23秒前
Hoax完成签到,获得积分10
26秒前
乐乐应助扒开皮皮采纳,获得10
26秒前
33秒前
treasure完成签到,获得积分10
33秒前
36秒前
kzf丶bryant发布了新的文献求助10
40秒前
重要亦金发布了新的文献求助10
42秒前
bk2020113458完成签到,获得积分10
44秒前
aaaa完成签到,获得积分10
47秒前
48秒前
美好山槐发布了新的文献求助10
48秒前
48秒前
TTYYI完成签到,获得积分10
48秒前
Orange应助小元采纳,获得10
49秒前
xuxu完成签到 ,获得积分10
49秒前
一条迷人的咸鱼干完成签到,获得积分10
49秒前
风衣拖地完成签到,获得积分10
51秒前
53秒前
rrrrroxie发布了新的文献求助10
54秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778404
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324131
关于积分的说明 10217172
捐赠科研通 3039355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667977
邀请新用户注册赠送积分活动 798463
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385