基于原位热场XRD的HfxZr1-xO2的温度-应力相图

HfxZr1-xO2（HZO）铁电薄膜中的面内应变被认为是影响从四方相到单斜相转变过程中形成的亚稳极性正交相（O相Pca21）含量的多种工艺参数背后的统一因素。然而，应变通常在热预算下有效地影响晶相的成核和转变，同时它自身也会随热预算而变化。如何在热预算和面内应变的双重影响下实时形成和变化O相的问题尚未明晰，这对于调控O相含量至关重要。本数据集在上海光源采用同步辐射原位二维（2D）掠入射X射线衍射（GIXRD）技术对不同制备条件下的HZO样品进行原位热场GIXRD表征，展示了应变和温度对HZO相形成和转变的共同影响。在不同工艺参数下的HZO薄膜中观察到了四种相变过程。同时，基于原位退火GIXRD提取了薄膜的面内应变大小和每种相的含量。基于这些数据，建立了HZO薄膜的通用温度-应变相图，并提出了一个用于调控铁电O相形成的动力学模型。本数据集为HZO薄膜中O相的调控和铁电性的优化提供了重要的数据支撑。

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背景与挑战

背景概述

本数据集采用同步辐射原位二维掠入射X射线衍射技术，对不同制备条件下的HfxZr1-xO2薄膜进行原位热场表征，揭示了应变与温度对相变过程的共同影响。基于提取的面内应变及相含量数据，构建了通用的温度-应变相图，并提出了调控铁电正交相形成的动力学模型，为优化HZO薄膜铁电性能提供重要数据支撑。