Structural Evolution of Nanoscale Ferroelectric Hf₀.₅Zr₀.₅O₂ Layers as a Result of Their Cyclic Electrical Stimulation

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Despite the large number of already published articles on the topic of ferroelectric properties of Hf₀.₅Zr₀.₅O₂ (HZO), this material still attracts enormous attention from the scientific community due to its potential for creating competitive non-volatile HZO-based memory devices compatible with modern silicon technology. Among the challenges in developing industrial-scale technology for such devices is the instability of the residual polarization of the ferroelectric during repeated switching by an external electric field. In particular, during the initial stages of such “cycling,” a significant increase in residual polarization is typically observed (the so-called “wake-up” effect), followed—after a certain number of cycles—by its decline (the so-called “fatigue” effect). The question of which processes cause this instability remains under debate. Using a previously developed methodology for analyzing the phase composition of ultrathin HZO layers via the NEXAFS synchrotron radiation method, it has been shown that in capacitors based on TiN/HZO/TiN structures, the “wake-up” effect observed during the first 10⁵ switching cycles can be explained by an increase in the relative content of the polar orthorhombic phase in HZO due to a reduction in the content of the “parasitic” tetragonal phase. The results obtained confirm that an electric field-stimulated structural phase transition in the films is one of the mechanisms explaining the evolution of the functional properties of HZO-based ferroelectric memory elements throughout their service life.

作者简介

L. Lev

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701

A. Konashuk

St. Petersburg State University

Email: lev.ll@mipt.ru
St. Petersburg, 199034

R. Khakimov

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701

A. Chernikova

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701

A. Markeev

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701

A. Lebedev

Kurchatov Complex for Synchrotron and Neutron Investigations, National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 123182

V. Nazin

Kurchatov Complex for Synchrotron and Neutron Investigations, National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 123182

R. Chumakov

Kurchatov Complex for Synchrotron and Neutron Investigations, National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 123182

A. Zenkevich

Moscow Institute of Physics and Technology

编辑信件的主要联系方式.
Email: lev.ll@mipt.ru
俄罗斯联邦, Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701

参考

  1. Robertson J. // Rep. Progress Phys. 2005. V. 69. P. 327.
  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».