Adv. Mater：Hf1−xZrxO2 薄膜中铁电和反铁电耦合的多极化态

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摘要： 基于HfO2的多比特铁电存储器结合了非易失性、速度和能效，使其成为大规模数据存储和处理的有前途的技术。然而，仍存在一些挑战，尤其是极化变化、高操作电压和较差的耐久性能。在本研究中，展示了 通过HfO2和ZrO2的顺序原子层沉积（ALD）生长的Hf1−xZrxO2（x = 0.65至0.75）薄膜，表现出三步域切换特性，形式为三峰余电场（EC）分布。 这种长期寻求的行为即使在高达125°C和经过1×10^8次电场循环后也几乎不发生变化。通过结合电气特性和集成差分相位对比扫描透射电子显微镜（iDPC-STEM），揭示了 三峰EC分布是由铁电开关和可逆反铁电-铁电转变的耦合驱动的。 进一步 展示了Hf1−xZrxO2电容器的每个单元3比特操作，具有出色的器件间变化和长期数据保持能力，通过三峰EC中各个峰的完全切换实现。 这项工作代表了在实现可靠的非易失性多态铁 ………………………………