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HfO2铁电相与四方相转变关系的第一性原理研究叶飞1,2,肖海珠1,周大雨1,21. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室摘 要:基于密度泛函理论的缀加平面波方法计算了HfO2的正交相Pca21和四方相P42/nmc,其中正交相具有铁电性质.计算结果表明,在晶体结构方面,HfO2正交相和四方相都具有类萤石结构特征,并且从四方相P42/nmc到正交相Pca21的转变过程中单胞变形<3.75%;在电子结构方面,通过四方相到正交相的结构转变,Hf的5d和O的2p,2s的杂化效应增强,同时这些电子态向低能移动,使正交相的相对能量低于四方相.这些研究结果证实了HfO2具有铁电性质的Pca21正交相是一种稳定的相结构,并解释了从P42/nmc四方相到Pca21正交相的......
CeO2掺杂对HfO2栅介质电学特性的影响杨萌萌,屠海令,张心强,熊玉华,王小娜,杜军北京有色金属研究总院先进电子材料研究所摘 要:采用磁控共溅射的方法在p-Si(100)衬底上沉积了掺杂和不掺杂CeO2的HfO2薄膜.通过X射线光电子能谱(XPS)研究了薄膜中元素的化学计量比及结合能,制备MOS结构并对漏电流及电容等电学性能进行表征.结果表明,掺入CeO2后,整个体系的氧空位生成能增大,氧空位数目减少,漏电流较纯HfO2下降了一个数量级,满足作为高k材料的要求.关键词:CeO2;HfO2;掺杂;氧空位;高k;......
磁控溅射法制备HfO2薄膜及电阻转变特性研究(英文)李艳艳,刘正堂,谭婷婷西北工业大学凝固技术国家重点实验室摘 要:采用磁控溅射法,以ITO/Glass为衬底,制备了具有电阻转变特性的HfO2薄膜.X射线光电子能谱(XPS)分析发现,薄膜中的Hf,O元素不成化学计量比,薄膜中可能存在大量氧空位.电学测试结果表明,HfO2薄膜表现出明显的双极电阻转变特性,并且表现出良好的可靠性(室温下可重复测试102次以上)和稳定的保持性能(0.5 V偏压下保持104 s以上),高低阻态比值达到104.基于XPS以及电学分析,薄膜的导电过程可用与氧空位相关的空间电荷限制电流模型解释.关键词:磁控溅射法;HfOx薄膜;电阻转变特性;双极性;......
NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金的高温氧化行为研究 郭建亭1,杨福宝1,徐春梅1 (1.中国科学院金属研究所,沈阳,110016;2.大连理工大学材料工程系,大连,116024) 摘要:研究了NiAl-28Cr-5Mo--1Hf合金在1000--1200℃空气中的氧化行为X射线结构分析表明,氧化膜主要由α-Al2O3构成,并含有Cr2O3和少量HfO2.采用扫描电镜和能谱分析研究了氧化产物的微观组织及成分,并从合金相组成探讨了NiAl-28Cr-5Mo--1Hf合金的氧化机制. 关键词:金属间化合物; NiAl; 高温氧化; [全文内容正在添加中] ......
纯水基溶胶-凝胶法制备HfO2纳米超薄膜李清1,郭春霞1,周大雨1,2,3,曲德舜1,梁海龙11. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室3. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室摘 要:微电子工业的发展提出了不断提高集成电路芯片上多种器件电容密度的迫切需求,因此开展厚度<10nm超薄HfO2高-k电介质薄膜的可控制备技术研究具有重要意义.以氯氧化铪,硝酸和双氧水为主要试剂配制了纯水基溶胶前驱体,使用去离子水对溶胶进行适当稀释后,采用旋涂法在经等离子体清洗的硅基片上制备HfO2薄膜.以XRR,AFM以及XPS为主要手段对薄膜样品的厚度,表面形貌以及化学成分进行了分析,结果表明这种新颖的溶胶-凝胶技术可将薄膜的沉积速率控制在每旋涂周期1nm以下,薄膜表......
本要求,综述了高K栅介质中极具代表性的Hf基材料.研究表明,向HfO2中分别掺杂Al,Si,Ta,N等形成的复合Hf基高K栅介质材料具备较HfO2更加优异的物理结构,晶化温度,热力学稳定性以及电学特性,但与此同时也存在如何优化掺杂量,沟道载流子迁移率下降以及中间层引起的界面退化等难题.针对这些挑战,探讨了新型"堆垛结构"和引起载流子迁移率下降的物理机制,展望了高K材料在未来先进COMS器件中的应用.关键词:高K栅介质;HfO2;Hf基高K栅介质材料;MOSFET器件;......
电化学阳极氧化法制备有序多孔材料的研究进展 赵颖1,黄文旵1,邹骁1,杨修春1 (1.同济大学材料科学与工程学院,上海,200092) 摘要:阳极氧化法制备有序多孔材料具有工艺简单,孔径可控以及稳定性高等特点,具有广阔的应用前景.系统介绍了阳极氧化法制备有序多孔氧化铝和氧化钛的研究进展.重点介绍了阳极氧化法制备小孔径有序多孔氧化铝和氧化铝光子晶体的研究,特别介绍了有序多孔氧化钛膜的结构特点及该领域未来的发展方向.此外还简略介绍了阳极氧化法制备ZrO2,HfO2等有序多孔材料. 关键词:阳极氧化; 有序孔; 氧化铝; 氧化钛; [全文内容正在添加中] ......
高性能HfAlO介质薄膜的制备 宋朝瑞1,程新红1,俞跃辉1 (1.中国科学院微系统与信息技术研究所,上海 200050) 摘要:利用超高真空电子束蒸发法制备了可替代SiO2作为栅介质的HfAlO膜.薄膜的化学组成为(HfO2)(Al2O3)2,900℃退火处理后仍然呈现非晶状态,而且表面平滑.介电常数为12.7,等效氧化物厚度2 nm,固定电荷密度4×1012cm-2,2 C栅偏压下漏电流为0.04 m A/cm2.后退火处理能有效降低固定电荷密度和泄漏电流密度,但会造成界面SiO2的生长. 关键词:HfAlO膜; 高介电常数栅介质; 电子束蒸发; hf-aluminate film; high k gate dielectric; EB-PVD; [全文内容正在添加中] ......
NiAl微晶涂层对两种NiAl基共晶合金高温氧化性能的影响 郭建亭1,徐春梅1 (1.中国科学院金属研究所,沈阳,110016) 摘要:研究了磁控溅射NiAl微晶涂层对NiAl-28Cr-5Mo-1Hf和NiAl-33.5Cr-0.5Zr两种共晶合金在1000-1150℃静态空气中氧化性能的影响.添加Cr,Mo,Hf,Zr等元素使NiAl合金由单相转变为多相结构,高温氧化后表面分别形成抗氧化性能较差的Al2O3+Cr2O3+HfO2和Al2O3+Cr2O3+ZrO2复合氧化膜,并且发生严重的内氧化.施加NiAl微晶涂层后,高温下表面形成致密的单一氧化物Al2O3,抗氧化性能得到明显提高. 关键词:NiAl微晶涂层; NiAl基共晶合金; 高温氧化; [全文内容正在添加中] ......
Al2O3界面钝化与热处理对Gd2O3-HfO2高k薄膜电性能影响郭亿文,张心强,熊玉华,杜军,杨萌萌,赵鸿滨北京有色金属研究总院先进电子材料研究所摘 要:采用磁控溅射技术在p-Si(100)衬底上生长了Gd2O3掺杂HfO2(GDH)高k薄膜,制备了GDH/Si和GDH/Al2O3/Si两种堆栈层.结果表明Al2O3界面钝化使漏电流密度降低了两个数量级,并改善了回滞窗口和平带电压的偏移.高温N2退火对堆栈层电学性能影响明显:随着温度的增加,界面性能逐步改善,退火温度为900℃时,回滞窗口小于20 mV,积累区趋势平缓并且单位面积电容值增大,薄膜介电常数为20.关键词:Al2O3;Gd2O3-HfO2;堆栈层;磁控溅射;快速退火;......