АТОМНАЯ И ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ДЕФЕКТНЫХ КОМПЛЕКСОВ Ni И ВАКАНСИЙ КИСЛОРОДА В HfO2 И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТРАНСПОРТ ЗАРЯДА В МЕМРИСТОРАХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена теоретическому исследованию в рамках теории функционала плотности атомной и электронной структуры дефектных комплексов, образованных атомами никеля и кислородными вакансиями в HfO2. Рассматриваются как Ni в междоузельной позиции, так и в позиции замещения Hf. Показано, что Ni облегчает образование кислородных вакансий и их кластеризацию. Локализация носителей заряда происходит преимущественно на кислородных вакансиях, тогда как никель оказывает косвенное влияние на транспорт заряда. Комплексы никеля и вакансий кислорода не формируют мелких ловушек. Показано, что филаментарные структуры в виде непрерывных металлических цепочек в HfO2 не обладают металлической проводимостью.

Об авторах

Т. В Перевалов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: timson@isp.nsc.ru
Новосибирск, Россия

Д. Р Исламов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Email: timson@isp.nsc.ru
Новосибирск, Россия

А. А Чернов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: timson@isp.nsc.ru
Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. M. Hellenbrand, I. Teck, and J. L. MacManusDriscoll, MRS Communications 14, 1099 (2024).
  2. И. В. Бойло, К. Л. Метлов, ЖЭТФ 168, 569 (2025)
  3. D. Ielmini and G. Pedretti, Chem. Rev. 125, 5584(2025).
  4. Z. Wang, H. Wu, G. W. Burr et al., Nat. Rev. Mat. 5, 173 (2020).
  5. D. Y. Lu, X. A. Tran, H. Y. Yu et al., in 2013 IEEE 10th International Conference on ASIC (ASICON 2013), Shenzhen, China (2013), p. 1.
  6. X. A. Tran, H. Y. Yu, Y. C. Yeo et al., IEEE Electron Device Lett. 32, 396 (2011).
  7. K. Zhang, K. Sun, F. Wang et al., IEEE Electron Device Lett. 36, 1018 (2015).
  8. X. A. Tran, W. Zhu, W. J. Liu et al., IEEE Transactions on Electron Devices 60, 391 (2012).
  9. M. B. Gonzalez, J. Martin-Martinez, M. Maestro et al., IEEE Transactions on Electron Devices 63, 3116 (2016).
  10. A. Rodriguez-Fernandez, S. Aldana, F. Campabadal et al., IEEE Transactions on Electron Devices 64, 3159 (2017).
  11. M. J. Yun, D. Lee, S. Kim et al., Mater. Character. 182, 111578 (2021).
  12. X. P. Wang, Z. Fang, Z. X. Chen et al., IEEE Electron Device Lett. 34, 508 (2013).
  13. K. L. Lin, T. H. Hou, J. Shieh et al., J. App. Phys. 109, 084104 (2011).
  14. J. J. Huang, Y. M. Tseng, C. W. Hsu, and T. H. Hou, IEEE Electron Device Lett. 32, 1427 (2011).
  15. K. Lahbacha, F. Zayer, H. Belgacem et al., IEEE Open J. Nanotechnol. 2, 111 (2021).
  16. F. Zayer, K. Lahbacha, W. Dghais et al., in 2019 IEEE 23rd Workshop on Signal and Power Integrity (SPI), Chamb´ery, France (2019), p. 1.
  17. Z. Fakhreddine, K. Lahbacha, A. Melnikov et al., IEEE Transactions on Electron Devices 68, 88 (2020).
  18. X. Wu, S. Mei, M. Bosman et al., Advan. Electronic Mater. 1, 1500130 (2015).
  19. Y. Yin Chen, G. Pourtois, C. Adelmann et al., Appl. Phys. Lett. 100, 113513 (2012).
  20. M. B. Gonzalez, J. M. Raf´ı, O. Beldarrain et al., IEEE Transactions on Device and Mater. Reliability 14, 769 (2014).
  21. H. H. Le, W. C. Hong, J. W. Du et al., in 2020 4th IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing Conference (EDTM), Penang, Malaysia (2020), p. 1.
  22. V. A. Voronkovskii, V. S. Aliev, A. K. Gerasimova, and D. R. Islamov, Mater. Res. Express 6, 076411 (2019).
  23. M. B. Gonzalez, J. Martin-Martinez, M. Maestro et al., IEEE Transactions on Electron Devices 63, 3116 (2016).
  24. В. А. Воронковский, А. К. Герасимова, В. Ш. Алиев, Письма в ЖЭТФ 117, 550 (2023)
  25. V. A. Gritsenko, T. V. Perevalov, and D. R. Islamov, Physics Reports 613, 1 (2016).
  26. A. Kumar, S. Mondal, and K. S. R. Koteswara Rao, J. Appl. Phys. 135, 045305 (2024).
  27. E. A. Khera, H. Ullah, M. Imran et al., Surface Rev. Lett. 28, 2150039 (2021).
  28. E. A. Khera, H. Ullah, M. Imran et al., Optik 212, 164677 (2020).
  29. R. Sharma, S. A. Dar, and A. K. Mishra, J. Alloys and Compounds 791, 983 (2019).
  30. K. Zhong, G. Xu, J. M. Zhang et al., Mater. Chem. Phys. 174, 41 (2016).
  31. I. Carnimeo, F. Affinito, S. Baroni et al., J. Chem. Theory and Computation 19, 6992 (2023).
  32. E. Hildebrandt, J. Kurian, and L. Alff, J. Appl. Phys. 112, 114112 (2012).
  33. Y. Guo and J. Robertson, Microelectronic Engineering 147, 339 (2015).
  34. D. Munoz Ramo, J. L. Gavartin, A. L. Shluger, and G. Bersuker, Phys. Rev. B 75, 205336 (2007).
  35. D. Duncan, B. Magyari-K¨ope, and Y. Nishi, Phys. Rev. Appl. 7, 034020 (2017).
  36. E. Hildebrandt, M. B. Yazdi, J. Kurian et al., Phys. Rev. B 90, 134426 (2014).
  37. T. V. Perevalov and D. R. Islamov, Comp. Mater. Sci. 233, 112708 (2024).
  38. D. H. Douma, L. T. Poaty, A. Lamperti et al., Beilstein J. Nanotechnol. 13, 975 (2022).
  39. A. A. Pil’nik, A. A. Chernov, and D. R. Islamov, Sci. Rep. 11, 10163 (2021).
  40. A. A. Pil’nik, A. A. Chernov, and D. R. Islamov, Sci. Rep. 10, 15759 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).