外延PbZr0.2Ti0.8O3薄膜负电容的应变调控

• 作者: 林翠 白刚 李卫 高存法
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 铁电材料 负电容效应 失配应变 畴演化
• 年，卷（期）: 2021,（18）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质|CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL,MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES
• 页码范围: 312-320
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20210810

摘要

为了让摩尔定律能够延续下去,降低功耗是很多研究者关注的问题,铁电负电容效应的发现为其提供了一种解决方案.应变工程作为调控铁电薄膜物理性能的有效手段已经被广泛研究.但是应变对铁电负电容调控的相关机理并不清楚.本文通过Landau-Khalatnikov方程模拟了应变场和温度场对PbZr0.2Ti0.8O3铁电薄膜负电容的影响.研究表明,瞬态负电容的产生伴随着极化的翻转,在一定温度下压应变有助于铁电负电容的稳定,而在张应变下铁电极化翻转较快,负电容效应持续时间较短.但是,增加的压应变会导致对应的矫顽电压增大,需要更大的外电压才能使极化翻转,从而产生负电容.此外,在恒定的应变下,温度越低,负电容效应越显著.本工作对未来负电容微纳器件的设计具有一定的指导意义.