超薄Hf0.5Zr0.5O2材料中的唤醒机制与脱钉效应：探究频率与温度的依赖性

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Wake-Up Mechanism With De-Pinning Dynamics in Ultrathin Hf0.5Zr0.5O2: Understanding Frequency and Temperature Dependences

超薄HZO铁电薄膜的醒态效应存在最优频率以提升迁移效率，机理涉及场驱动氧离子迁移与氧空位相互作用。实验验证了频率场依赖性及热激活行为（激活能0.14-0.42 eV）。

　　

摘要：

在超薄（亚6纳米）铪锆氧化物（HZO）铁电薄膜中，唤醒效应是一个关键的可靠性问题，这阻碍了其在非易失性存储器中的应用。本文报道了存在一个最佳频率，该频率能够最大化唤醒过程的效率。为了解释这一现象，提出了一个基于氧离子场驱动迁移及其与氧空位相互作用的物理模型。最佳唤醒频率归因于薄膜中氧离子运动动态与循环场频率之间的时间匹配。该模型通过一系列综合实验得到了验证，包括最佳频率的场依赖性以及具有0.14–0.42 eV热激活能的热激活行为。这项工作为唤醒效应背后的机制提供了物理解释，并为高效唤醒过程提供了指导。