CMOS‐Compatible ScAlN Ferroelectric Thin Films with Enhanced Polarization for High‐Performance FeFET Memory and Artificial Synapses

材料科学 铁电性 光电子学 极化(电化学) 薄膜 神经形态工程学 CMOS芯片 非易失性存储器 铁电RAM 纳米技术 人工神经网络 计算机科学 化学 机器学习 电介质 物理化学
作者
Bingqian Xu,Yao Cai,Zekai Wang,Qinwen Xu,Yuqi Ren,Xiang Chen,Chenxi Hu,Xiaohui Li,Jianping Shi,Chengliang Sun,Shishang Guo
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:10 (2): e2500842-e2500842 被引量:2
标识
DOI:10.1002/smtd.202500842
摘要

ScAlN is an emerging nitride ferroelectric material that exhibits exceptional remnant polarization (Pr) at ultrathin scales (<50 nm), stable single-phase ferroelectricity, and CMOS compatibility, making it highly promising for next-generation low-power, high-density memory and neuromorphic devices. However, ScAlN films deposited by conventional physical vapor deposition (PVD) faces challenges such as Sc precipitation and crystal orientation degradation at high Sc concentrations (>20%) and reduced thicknesses, leading to deteriorated ferroelectricity and increased leakage. In this work, it is demonstrated that an optimized substrate structure enables PVD-grown Sc0.2Al0.8N films to achieve significantly enhanced ferroelectric properties compared to conventional substrates, retaining high Pr even at 20 nm thickness. This improvement is further validated with Sc0.3Al0.7N and Sc0.35Al0.65N films across varying thicknesses. Additionally, a Sc0.2Al0.8N-based FeFET fabricated on this substrate exhibits a 17 V memory window, >103 switching ratio, >104 s retention, and >104 cycle endurance. When configured as an artificial synapse, the device achieves 98.7% recognition accuracy in neural network training under encoded pulse voltages, highlighting its potential for energy-efficient computing.
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
gyh完成签到,获得积分10
1秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
李钢发布了新的文献求助10
2秒前
慕青应助zzyyqq采纳,获得10
2秒前
CodeCraft应助zzyyqq采纳,获得10
2秒前
爱笑麦丽素完成签到 ,获得积分10
4秒前
小二郎应助会飞的猪采纳,获得10
4秒前
zzzzzz完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
标致的浩天关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
9秒前
szw发布了新的文献求助20
9秒前
BlackMoon发布了新的文献求助30
10秒前
SciGPT应助lalala采纳,获得10
10秒前
稳稳完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
bkagyin应助希希不吃西红柿采纳,获得10
12秒前
川川发布了新的文献求助10
13秒前
邓木发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
17秒前
Ooo完成签到,获得积分10
17秒前
科研张完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
believe发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
456qwe完成签到,获得积分10
22秒前
星辰大海应助默默毛豆采纳,获得10
22秒前
Jasper应助栖木采纳,获得10
23秒前
杜青发布了新的文献求助10
23秒前
wu关闭了wu文献求助
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7407033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9011490
关于积分的说明 19192177
捐赠科研通 7040126
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3232466
关于科研通互助平台的介绍 2394493
邀请新用户注册赠送积分活动 2214695