氧空位对铪基铁电极化翻转性能影响和可靠性模型

氧空位缺陷已被证实会显著影响极化翻转，尤其是在基于氧化铪的铁电薄膜中。本研究基于COMSOL构建了一个物理模型，以从根本上更深入地理解Hf1-xZrxO2（HZO）薄膜中各类氧空位动态及其对铁电响应的影响。具体而言，在电场循环过程中，氧空位的动态产生、漂移与扩散会共同改变P–E回线，从而阐明“唤醒”阶段铁电性能增强、以及随后“疲劳”阶段性能退化的内在机制。唤醒期间，氧空位生成导致的2Pr增大与氧空位迁移引起的“捏合”打开同步发生；而当高浓度氧空位聚集后，其不再贡献2Pr，反而劣化铁电性能。这两种竞争效应最终促使薄膜从铁电稳定阶段过渡到疲劳阶段。主要记录了外加电场循环下氧空位浓度分布的变化情况，数据量738MB。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集基于COMSOL构建的物理模型，系统研究了Hf1-xZrxO2薄膜中氧空位动态（产生、漂移与扩散）对铁电极化翻转性能的影响，揭示了电场循环中唤醒阶段极化增强与疲劳阶段性能退化的内在竞争机制。数据以图像和表格形式记录了不同循环次数下氧空位浓度分布的变化，共包含11个文件，总数据量24.71MB。