洛伦兹尾工程：实现超过10年的数据保留时间，同时保持铁电HZO材料的最小损耗

《Materials Horizons》：Lorentz-tail engineering toward over 10-year data retention with minimum loss in ferroelectric HZO

随着数据量激增，HfO?基钙钛矿铁电材料因超薄特性（<10 nm）和CMOS兼容性成为存储器件候选，但其 depolarisation field 导致数据保留不足。本研究通过洛伦兹尾工程优化极化分布，10年加速测试显示极化保留率达93%，为长期数据存储提供新方案。

　　

随着每年数据产生的量超过数十泽字节（zettabytes），人们越来越关注开发用于下一代存储技术的非易失性材料。其中，基于HfO?的氟石结构铁电材料因其即使在厚度低于10纳米的情况下仍能保持铁电性能，并且与传统的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容，而成为领先候选材料。然而，由于超薄膜特性导致的较大退极化场，使得实现实际存储应用所需的超过10年的数据保留时间变得具有挑战性。在这项研究中，我们发现数据保留性能的下降源自极化切换分布的尾部区域，并证明了洛伦兹尾部工程（Lorentz-tail engineering）可以显著提升保留性能。加速保留测试显示，经过工程处理的HZO铁电材料在预计10年后仍能保留超过93%的极化强度，从而为基于HfO?的铁电材料在存储设备中的应用提供了支持。