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铁电外延Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>薄膜的生长窗口
摘要： 铪的亚稳态正交相通常在多晶薄膜中获得，而在外延薄膜中其形成机制研究较少。我们通过脉冲激光沉积法制备了Hf0.5Zr0.5O2薄膜，并绘制了铁电相外延稳定化所需的生长窗口（沉积温度、氧压及薄膜厚度）。残余铁电极化强度最高可达约24 μC/cm2，该值取决于正交相含量与应变程度，且在固定薄膜厚度条件下随温度和压力升高而增强。漏电流通过增加厚度和温度、特别是降低氧压得以减小。矫顽电场(EC)遵循EC-t-2/3标度律（该规律首次在铁电铪氧化物中被发现），且该标度关系可延伸至5纳米以下超薄尺度。实验证明我们能够调控高质量外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜的功能特性，这为深入理解其铁电性质及器件原型开发奠定了基础。
关键词： 生长参数，脉冲激光沉积，铁电氧化铪，铁电氧化物，外延稳定，氧化物薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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铁电Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>电容器在Si(001)衬底上的外延集成及其高保持特性与耐久性
摘要： 外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜已成功集成于Si(001)衬底的电容异质结构中。该薄膜稳定了[111]面外取向的正交相Hf0.5Zr0.5O2，展现出接近20 μC/cm2的高剩余极化强度Pr，性能媲美单晶氧化物衬底上的等效外延薄膜。在约5 MV/cm的写入电场下，其保持时间超过10年；当写入电压约为4 MV/cm时，电容器耐久性可达10^9次循环。研究发现正交铁电相的形成对底电极具有关键依赖性——在La0.67Sr0.33MnO3上可实现而在LaNiO3上则不能。在Si(001)衬底上实现Hf0.5Zr0.5O2外延薄膜的优异铁电特性，不仅对纳米尺度均匀性要求的器件制备具有重要意义，也有助于深入理解这种潜力巨大的铁电氧化物的本征特性。
关键词： 氧化物薄膜，硅上的氧化物，铁电HfO2，铁电氧化物，外延稳定化
更新于2025-09-22 19:23:36
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二维金属硫族化合物-铁电氧化物异质结构中由自发极化控制的 光响应
摘要： 二维（2D）半导体/铁电氧化物结构中自由电荷与束缚电荷的相互作用，造就了这些结构独特的光电特性。本研究将二维层状半导体MoS2（n型）和WSe2（p型）与铁电氧化物（PbTiO3）垂直复合，发现铁电极化会在层状材料中诱导产生载流子积累或耗尽现象。该异质结构展现出极化依赖的电荷分布与夹断型磁滞回线。研究表明界面极化能促进二维层中光生载流子的高效分离，并在MoS2层中有效实现了电输运的光学调控。这项研究为半导体/铁电体系在电子器件中的新型应用开辟了可能。
关键词： 光电特性、光学调控、二硫化钼、二维半导体、铁电氧化物、钛酸铅、电荷分离、二硒化钨
更新于2025-09-19 17:13:59
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铁电BiAlO?(0001)极性表面热力学稳定性的偏振方向依赖性
摘要： 铁电氧化物的极性表面在基础研究和实际应用中都具有重要意义。本报告通过理论研究确定了铁电BiAlO3(0001)表面的热力学稳定性和电子特性。根据计算得到的表面相图，我们预测在相同化学条件下，具有相反极化的BiAlO3表面会呈现不同的平衡化学计量比。除表面化学成分的非化学计量特性外，我们还发现表面态的异常填充也能导致表面金属化，以补偿显著的表面积极性。本研究不仅从原子尺度揭示了BiAlO3(0001)表面的本质，还为新型磁电器件和先进表面化学提供了实践指导。
关键词： 磁电设备、表面化学、热力学稳定性、表面金属化、BiAlO3(0001)表面、电子特性、铁电氧化物
更新于2025-09-09 09:28:46