变组分Al对HfO2阻变特性影响:第一性原理研究

• 作者: 代广珍 倪天明 刘琦 刘鑫 姜永召 鲁麟
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: HfO2 第一性原理 间隙Al 晶格结构
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 67-73
• 页数: 7页
• 字数: 3535字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20181995

摘要

为了改善HfO2的阻变特性,提高氧空位(VO)导电细丝形成的一致性和均匀性,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了掺杂Al的HfO2阻变材料的微观特性.结果表明,间隙Al (Int-Al)更适合掺入到HfO2中,并且Int-Al与VO相对位置越近,阻变材料趋于稳定的收敛速度越快,形成能越小.不同Int-Al浓度对含有VO缺陷的HfO2超胞的影响结果显示,当掺杂Int-Al浓度为4.04％时,分波电荷态密度图能够形成相对较好的电荷通道,最大等势面和临界等势面值均为最高,有利于改善HfO2阻变材料中导电细丝形成的一致性和均匀性;形成能计算结果显示,当Int-Al浓度低于4.04％时形成能变化缓慢,当高于4.04％时则异常增大,表明缺陷体系随Int-Al浓度增大越来越难以形成;进一步研究掺杂Int-Al浓度为4.04％时晶格结构的变化,结果显示缺陷形成能显著降低,有利于形成完美的导电通道.该研究为改善基于HfO2阻变存储材料的性能有一定的借鉴意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘琦	中国科学院微电子研究所	28	196	8.0	13.0
2	代广珍	安徽工程大学电气工程学院	16	21	2.0	3.0
3	倪天明	安徽工程大学电气工程学院	9	1	1.0	1.0
4	鲁麟	安徽工程大学电气工程学院	2	1	1.0	1.0
5	姜永召	安徽工程大学电气工程学院	3	0	0.0	0.0
6	刘鑫	安徽工程大学电气工程学院	2	0	0.0	0.0