Çin Elmlər Akademiyasının Hefei Fizika Elmləri İnstitutunun Bərk Cisim Fizikası İnstitutunun tədqiqatçıları Cənub-Qərbi Jiaotong Universiteti ilə əməkdaşlıq edərək, yüksək təzyiqli elektrik nəqli təcrübələrini, yüksək təzyiqli Raman spektroskopiyasını və birinci prinsip hesablamalarını birləşdirərək, oksidin yüksək təzyiqi altında struktur davranışını aşkar _etdilər . və onun elektrik xassələrində təkamül mexanizmi.

Qəzet Physical Review B jurnalında dərc olunub .

Komandanın üzvü Pan Xiaomei, “Bu tədqiqat aşağı təzyiq bölgəsində HfO _2- nin faza keçidləri ilə bağlı əvvəlki mübahisələri həll edir ” dedi.

HfO _2, yaddaşda və aşağı güclü cihazlarda potensial tətbiqləri olan, tamamlayıcı metal-oksid-yarımkeçirici texnologiyasına uyğun gələn perspektivli ferroelektrik materialdır. Normal şəraitdə heç bir ferroelektrik göstərməsə də, gərginlik və ya dopinq qeyri-centrosimmetrik ortorombik fazaya səbəb ola bilər ki, bu da ferroelektrik davranışa gətirib çıxarır – struktur və xüsusiyyətlər arasında sıx əlaqəni vurğulayır. Yüksək təzyiq bu cür struktur dəyişikliklərini öyrənmək və nəzarət etmək üçün effektiv vasitədir.

_{Bununla belə, keçmiş tədqiqatlar HfO 2-} də aşağı təzyiqli faza keçidləri haqqında , xüsusən Raman spektroskopiyası və rentgen şüalarının difraksiya tapıntıları arasında ziddiyyətli nəticələr bildirmişdir ki , bu da onun strukturunu və xassələrini tam başa düşməyi çətinləşdirir.

Bu problemi həll etmək üçün tədqiqat qrupu yüksək təzyiqli Raman spektroskopiyası və sıxlıq funksional nəzəriyyəsi hesablamaları ilə yanaşı başqa bir yüksək təzyiqli eksperimental texnikadan – elektrik nəqliyyatından istifadə etdi. Yüksək təzyiq təcrübələri almaz örs hüceyrəsindən istifadə edərək yaqut flüoresansı vasitəsilə təzyiq dəyişikliklərinin yerində monitorinqinə imkan yaradıb.

Elektrik nəqli təcrübələrində qısa qapanmanın qarşısını almaq üçün polad contanın hər iki tərəfinə izolyasiya müalicəsi tətbiq edilməklə Au/HfO ₂ /Au sendviç strukturundan istifadə edilmişdir. Raman ölçmələri 532 nm lazerdən istifadə edərək geri səpilmə həndəsəsində aparılmışdır.

Nəticələr göstərdi ki, HfO ₂ təxminən 3,5 ± 0,5 GPa-da monoklinik fazadan ortorombik-I fazaya aydın faza keçidindən, sonra isə təxminən 15,2 ± 0,6 GPa-da ortorombik-II fazaya ikinci keçiddən keçir. Bundan əlavə, HfO ₂ 5% itrium ilə aşqarlandıqda keçid təzyiqlərinin azaldığı aşkar edildi ki, bu da dopinqin strukturun dəyişdirilməsində əsas rol oynadığını göstərir.

Qrupun fikrincə, bu araşdırma onun strukturu və elektrik nəqliyyat xüsusiyyətləri arasındakı əlaqəni daha dərindən anlamaq üçün dəyərli fikirlər təqdim etdi .

Daha çox məlumat: Xiaomei Pan et al, HfO _2- nin yüksək təzyiqdə struktur və elektrik xüsusiyyətləri , Fiziki İcmal B (2025). DOI: 10.1103/PhysRevB.111.115104

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal B 

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilmişdir