具有低矫顽场的菱方相Hf(Zr)1+xO2铁电薄膜

铪氧化物基铁电材料因其能够集成到硅电子器件中，被认为是下一代纳米级器件的潜力候选材料。然而萤石结构氧化物铁电器件固有的高矫顽电场导致了不兼容的操作电压和有限的耐久性能。研究发现了一种富含铪-锆[Hf(Zr)]的兼容互补金属氧化物半导体（CMOS）菱面体铁电Hf(Zr)1+xO2材料。X射线散射（XRD）与扫描投射电子显微镜（STEM）结合显示了多余的Hf(Zr)原子嵌入在空位中。研究发现插入的原子会扩展晶格并增加面内和面外的应力，同时使得菱面体相（r相）和铁电性能稳定。提出基于r相Hf(Zr)1+xO2铁电器件，表现出超低的矫顽电压（~0.65 MV/cm3），在饱和极化状态下实现了超过1012次循环的高耐久性。这种材料的发现使得低成本和长寿命的存储芯片成为可能。本数据集记录了菱方相Hf(Zr)1+xO2铁电薄膜的电学特性：包括铁电性、保持特性、耐久性；原子晶格表征特性：包括TEM、XRD和XPS表征结果；以及形成能等计算数据。