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采用毫秒级闪光灯退火技术实现铁电Hf<sub>x</sub>Zr<sub>1?x</sub>O<sub>2</sub>薄膜的稳定化

DOI：10.1063/1.5060676 期刊：APL Materials 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 我们报道了采用低热预算毫秒级闪光灯退火技术结晶的铁电HfxZr1?xO2（HZO）薄膜的稳定性研究。通过结合120秒375°C预加热步骤与毫秒级闪光灯脉冲，可获得与传统300秒650°C快速热退火相当的铁电特性。X射线衍射、电容电压及极化回滞分析一致表明形成了HZO的铁电相。在10纳米厚HZO层中实现了约21μC/cm2的剩余极化强度（Pr）和约1.1MV/cm的矫顽?。‥c）。该技术为低热预算条件下制备铁电HZO薄膜提供了新方案。
作者： éamon O’Connor，Mattia Halter，Felix Eltes，Marilyne Sousa，Andrew Kellock，Stefan Abel，Jean Fompeyrine
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用低热预算毫秒级闪光灯退火技术研究铁电HfxZr1?xO2薄膜的稳定化。

研究成果

该研究成功采用低热预算的毫秒级闪光灯退火技术，在HfxZr1?xO2薄膜中实现了铁电行为，其特性与高热预算方法获得的结果相当。该技术为铁电HZO薄膜的结晶提供了一种有前景的替代方案，在非易失性存储元件中具有潜在应用价值。

研究不足

毫秒级闪速退火过程中实际达到的温度不易测量，这取决于闪光能量和样品的材料结构。氙灯的光谱输出以及所涉材料的吸收特性使得对结晶机制的精确理解变得复杂。

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