SNUEI

Deterministic Orientation Control of Ferroelectric HfO2 Thin Film Growth by a Topotactic Phase Transition of an Oxide Electrode

2024 · ACS Nano

저자

Kyoungjun Lee, Kunwoo Park, In Hyeok Choi, Jung Woo Cho, Myeong Seop Song, Chang‐Hoon Kim, Jun Hee Lee, Jong Seok Lee, 박정원 (Jungwon Park), Seung Chul Chae

연구주제

Ferroelectric and Negative Capacitance Devices · Semiconductor materials and devices

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

가장 가까운 분류(물리학 > 응집물질물리 > 유전체/강유전체)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.

AI 연구 키워드·방법

강유전성 하프늄 산화물 oxide electrode topotactic phase transition

키워드 (OpenAlex)

ferroelectric HfO2 topotactic phase transition oxygen ion migration polarization direction oxide electrodes nonvolatile memory devices

초록

The scale-free ferroelectricity with superior Si compatibility of HfO 2 has reawakened the feasibility of scaled-down nonvolatile devices and beyond the complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) architecture based on ferroelectric materials. However, despite the rapid development, fundamental understanding, and control of the metastable ferroelectric phase in terms of oxygen ion movement of HfO 2 remain ambiguous. In this study, we have deterministically controlled the orientation of a single-crystalline ferroelectric phase HfO 2 thin film via oxygen ion movement. We induced a topotactic phase transition of the metal electrode accompanied by the stabilization of the differently oriented ferroelectric phase HfO 2 through the migration of oxygen ions between the oxygen-reactive metal electrode and the HfO 2 layer. By stabilizing different polarization directions of HfO 2 through oxyge…

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교수 1

박정원

연구주제 1

Ferroelectric and Negative Capacitance Devices

키워드 1

강유전성 하프늄 산화물