Добавить новость
News in English

Новости сегодня на DirectAdvert

Новости сегодня от Adwile

Aluminum Scandium Nitride Films: Enabling Next-Gen Ferroelectric Memory Devices These films' high stability and superior ferroelectric properties at high-temperature H2-included heat treatment make them promising for next-generation ferroelectric memory devices.

Aluminum Scandium Nitride Films: Enabling Next-Gen Ferroelectric Memory Devices These films' high stability and superior ferroelectric properties at high-temperature H2-included heat treatment make them promising for next-generation ferroelectric memory devices.

Aluminum scandium nitride thin films could pave the way for the next generation of ferroelectric memory devices, according to a new study from Tokyo Tech. Compared to existing ferroelectric materials, these films maintain their ferroelectric properties and crystal structure even after heat treatment at temperatures up to 600 °C in both hydrogen and argon atmospheres. This high stability makes them ideal for high-temperature manufacturing processes under the H2-included atmosphere used in fabricating advanced memory devices.

Robust Aluminum Scandium Nitride Thin Films for Next-Generation Ferroelectric Memory Devices

Imagine a thin film, just nanometers thick, that could store gigabytes of data – enough for movies, video games, and videos. This is the exciting potential of ferroelectric materials for memory storage. These materials have a unique arrangement of ions, resulting in two distinct polarization states analogous to 0 and 1 in binary code, which can be used for digital memory storage. These states are stable, meaning they can 'remember' data without power, and can be switched efficiently by applying a small electric field. This property makes them extremely energy-efficient and capable of fast read and write speeds. However, some well-known ferroelectric materials, such as Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) and SrBi2Ta2O9, degrade and lose their polarization when exposed to heat treatment with hydrogen during fabrication.

In a study published in the journal Applied Physics Letters, a research team led by Assistant Professor Kazuki Okamoto and Hiroshi Funakubo at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), in collaboration with Canon ANELVA Corporation and Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI), has shown that aluminum scandium nitride (AlScN) ferroelectric films remain stable and maintain their ferroelectric properties at temperatures up to 600°C.

"Our results attest to the high stability of the ferroelectricity of the films subjected to heat treatment in hydrogen-included atmosphere, regardless of the electrode material. This is a highly promising result for next-generation ferroelectric memory devices and offers more processing options," says Funakubo.

For ferroelectric materials to be compatible with high-temperature fabrication processes under an H2-included atmosphere, they ideally should experience little to no degradation in their crystal structure and ferroelectric properties. Two crucial parameters in this regard are remnant polarization (Pr) and coercive field (Ec). Pr refers to the polarization retained after removing the electric field, while Ec is the electric field required to switch the material's polarization state. AlScN has a higher Pr (>100 µC/cm2) than PZT (30–50 µC/cm2). However, the impact of heat treatment under an H2-included atmosphere on its properties was unclear until now.

To investigate this, the researchers deposited (Al0.8Sc0.2)N film on a silicon substrate using sputtering at 400°C. The films were placed between two electrodes of platinum (Pt) and titanium nitride (TiN). Electrodes play a crucial role in the material's stability. Pt encourages the incorporation of hydrogen gas into the film, while TiN acts as a barrier to H2 diffusion. So, evaluating its performance with different electrode materials is crucial.

The films underwent post-heat-treatment in a hydrogen and argon atmosphere for 30 minutes at temperatures ranging from 400 to 600 °C at 800 Torr. The researchers used X-ray diffraction (XRD) to examine changes in the crystal structure in the bulk and the film-electrode interface. Positive-up-negative-down (PUND) measurements were used to evaluate Pr and Ec. This technique involves applying positive and negative electric fields to the film and observing the resulting polarization response.

The films maintained a stable wurtzite-type crystal structure. Pr remained stable above 120 µC/cm2, regardless of the electrode or treatment atmosphere, a value five times larger than HfO2-based films and three times larger than that of PZT. Furthermore, Ec increased only slightly by about 9%. This increase was attributed to changes in the film's crystal lattice constant not due to the presence of hydrogen or the choice of electrode used. Notably, unlike other ferroelectric materials susceptible to hydrogen diffusion, the high bond energy between Al and N prevents hydrogen from penetrating the film.

"The results show that (Al0.8Sc0.2)N is much more resistant to degradation by post-heat treatment than conventional ferroelectric and HfO2-based ferroelectric films," says Funakubo. With a relatively stable crystal structure, a high Pr value, and a small change in Ec, (Al,Sc)N films are a promising candidate for next-generation ferroelectric memory devices.

Reference

Authors :
Nana Sun1, Kazuki Okamoto1,*, Shinnosuke Yasuoka1, Soshun Doko2, Naoko Matsui2, Toshikazu Irisawa2, Koji Tsunekawa2, Takayoshi Katase3, Tomoyuki Koganezawa4, Tomotaka Nakatani4, Rosantha Kumara4, Osami Sakata4, and Hiroshi Funakubo1,3,*
Title :
High stability of the ferroelectricity against hydrogen gas in (Al,Sc)N thin films
Journal :
Applied Physics Letters
DOI :
Affiliations :

1 Department of Materials Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, Japan

2 Canon ANELVA Corporation, Japan

3 MDX Research Center for Element Strategy, International Research Frontiers Initiative, Tokyo Institute of Technology, Japan

4 Center for Synchrotron Radiation Research, Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI), Japan

* Corresponding authors' emails: okamoto.k.ar@m.titech.ac.jp (Kazuki Okamoto); funakubo.h.aa@m.titech.ac.jp (Hiroshi Funakubo)

School of Materials and Chemical Technology

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Artsouter

Further Information

Professor Hiroshi Funakubo

Department of Materials Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

Email funakubo.h.aa@m.titech.ac.jp
Tel +81-45-924-5446

Assistant Professor Kazuki Okamoto

Department of Materials Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

Email okamoto.k.ar@m.titech.ac.jp
Tel +81-45-924-5446

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975

Читайте на 123ru.net

Другие проекты от 123ru.net



Архангельск

Сергей Собянин. Главное за день



Мода

3 завтрака на лето из разных уголков страны






Новости 24 часа

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам



Game News

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play



Москва

Офицер Торгашов рассказал, что узнал о взрыве в якобы его машине на работе



News Every Day

Mikel Arteta demands more Arsenal signings as he gives cryptic update on Riccardo Calafiori transfer



Происшествия

В Домодедово прошли антитеррористические учения.



Москва

Пластический хирург Исаев: подделки на косметологическом рынке опасны для здоровья



Виктор Цой

Орловский священник спел вместе с бойцами в зоне СВО песни Цоя



Москва

Память о героях: в Зеленограде реализуется проект «Имя твое известно, солдат!»



ATP

Котов проиграл Берреттини в первом круге турнира ATP в Австрии



Москва

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг



PR time

Большие гастроли на сцене Михайловского театра



Симферополь

Выставка-признание «Жизнь как струна».



Москва

На линии огня. Московские спасатели борются с пожарами по всей России



Москва

Сергей Собянин: С 2010 года в Москве благоустроены 42 набережные



Москва

На линии огня. Московские спасатели борются с пожарами по всей России



103news.com — быстрее, чем Я..., самые свежие и актуальные новости Вашего города — каждый день, каждый час с ежеминутным обновлением! Мгновенная публикация на языке оригинала, без модерации и без купюр в разделе Пользователи сайта 103news.com.

Как добавить свои новости в наши трансляции? Очень просто. Достаточно отправить заявку на наш электронный адрес mail@29ru.net с указанием адреса Вашей ленты новостей в формате RSS или подать заявку на включение Вашего сайта в наш каталог через форму. После модерации заявки в течении 24 часов Ваша лента новостей начнёт транслироваться в разделе Вашего города. Все новости в нашей ленте новостей отсортированы поминутно по времени публикации, которое указано напротив каждой новости справа также как и прямая ссылка на источник информации. Если у Вас есть интересные фото Вашего города или других населённых пунктов Вашего региона мы также готовы опубликовать их в разделе Вашего города в нашем каталоге региональных сайтов, который на сегодняшний день является самым большим региональным ресурсом, охватывающим все города не только России и Украины, но ещё и Белоруссии и Абхазии. Прислать фото можно здесь. Оперативно разместить свою новость в Вашем городе можно самостоятельно через форму.

Другие популярные новости дня сегодня


Новости 24/7 Все города России





Топ 10 новостей последнего часа




Новости России

Собянин рассказал, какие инновации помогают строить метро

Заложивший взрывчатку в машину военного в Москве мог приехать на такси

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"


Москва

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг






Rss.plus

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Moscow.media
Москва

Собянин: Технопарки помогают развивать научно-промышленный потенциал Москвы



103news.comмеждународная интерактивная информационная сеть (ежеминутные новости с ежедневным интелектуальным архивом). Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "103 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. 103news.com — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net.

Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам объективный срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть — онлайн (с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии).

103news.com — живые новости в прямом эфире!

В любую минуту Вы можете добавить свою новость мгновенно — здесь.

Музыкальные новости

Shaman

Пока в Якутии была ночь: массовая драка в Дагестане, звание певцу Shaman и отдых в Северной Корее




Спорт в России и мире

Алексей Смирнов – актер, которого, надеюсь, еще не забыли

Студент ярославского педуниверситета стал чемпионом России

Знарок готов вернуться в Россию

«С самого начала верил, что с «Флоридой» могу выиграть Кубок Стэнли»


WTA

Саснович уступила в финале турнира WTA-250 в Будапеште



Новости Крыма на Sevpoisk.ru


ЛокоТех

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России