Project

Lokale atomaire omgevingen begrijpen en controleren voor ferroelektrische dunne lagen

Code
01P10423
Looptijd
01-10-2024 → 30-09-2027
Financiering
Gewestelijke en gemeenschapsmiddelen: Bijzonder Onderzoeksfonds
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Natural sciences
    • Nanophysics and nanosystems
    • Surfaces, interfaces, 2D materials
    • Chemistry of plasmas
    • Electrochemistry
    • Surface and interface chemistry
Trefwoorden
dunne-film ferro-elektrica cryo-EM voor materiaalkunde depositie van atomaire lagen
 
Projectomschrijving

"HfO2-gebaseerde ferroelektrische veldeffecttransitoren zijn ideaal gepositioneerd om de transistor van de toekomst te worden. Na thermische behandeling neemt initieel amorf HfO2, gedeponeerd door atomaire laagdepositie, een monokliene, niet-ferroelektrische kristalstructuur aan. Om een orthorhombische, ferroelektrische fase te verkrijgen, is precieze controle over de zuurstoftoevoer en/of dopering met andere materialen noodzakelijk. De sleutel tot controle over kristallisatie ligt in een beter begrip van de amorfe fase. TEM-gebaseerde cryo-ePDF (paardistributiefunctie) zal gebruikt worden voor structurele karakterisatie van niet-behandelde lagen. De invloed van depositieparameters zoals temperatuur, onzuiverheden, dikte en plasmabehandeling op de lokale atomaire structuur zal onderzocht worden. Hierna zullen de lagen in verschillende atmosferen uitgebakken worden. De lange-afstandsstructuur zal gemeten worden met in situ XRD, de korte-en middellange afstandsstructuur met synchrotrongebaseerde 'grazing incidence' PDF. Uiteindelijk zullen de lagen ook elektrisch gekarakteriseerd worden met cAFM, PFM en macroscopische MIM structuren om de vorming van de orthorhombische fase en de kristalkorrelgroote te correleren met de ferroelektrische eigenschappen van de film. Dit project zal proces-structuur-eigenschaprelaties voor ferroelektrisch HfO2 opleveren, en op die manier het begrip van dit technologisch zeer relevante materiaal versterken."