Modulation of electrical properties in Zn0.6Mg0.4O1–δ ferroelectric films by point defects
Abstract
本研究系统探讨了氧分压（40%-100%）对磁控溅射制备的Zn0.6Mg0.4O(1-δ)薄膜结构、缺陷以及电学性能的调控规律与物理机制。结果表明，氧分压在80%以下时，薄膜呈现高结晶质量、强c轴择优取向的柱状晶结构。结合X射线光电子能谱和光致发光光谱结果分析发现，氧分压可以有效调控薄膜中的本征缺陷类型，高氧分压显著抑制薄膜内氧空位与金属间隙缺陷的形成。这类缺陷浓度的降低，使薄膜漏电流显著降低，介电可靠性大幅增强。铁电性能测试进一步表明，在60%-100%氧分压范围内薄膜均表现出清晰的翻转电流峰，验证了其铁电性；而剩余极化强度值随氧分压上升而下降的趋势，则揭示了高度一致的c轴择优取向是实现纤锌矿结构铁电薄膜高效极化翻转的关键结构基础。宽频介电谱有效区分了体极化与表面极化的贡献，证实低氧分压条件下表面极化贡献增强。本工作阐明了通过氧分压调控Zn0.6Mg0.4O(1-δ)薄膜微观结构、缺陷类型与浓度以及宏观电学性能的协同机制，为其在高性能铁电存储器中的应用提供了重要依据。
Fields of Study & Subjects
Ferroelectric and Negative Capacitance Devices
Multiferroics and related materials
Ferroelectric and Piezoelectric Materials
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 11
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH