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热应力辅助退火提高硅上外延 YSZ 缓冲层的结晶质量
Journal of Materials Chemistry C ( IF 5.7 ) Pub Date : 2022-06-29 , DOI: 10.1039/d2tc01665f
Hyung-Jin Choi 1 , Jinhyuk Jang 2 , Soo Young Jung 1, 3 , Ruiguang Ning 1, 4 , Min-Seok Kim 1, 5 , Sung-Jin Jung 1 , Jun Young Lee 1 , Jin Soo Park 6, 7 , Byung Chul Lee 6, 8, 9 , Ji-Soo Jang 1 , Seong Keun Kim 1, 10 , Kyu Hyoung Lee 11, 12 , June Hyuk Lee 13 , Sung Ok Won 14 , Yulan Li 15 , Shenyang Hu 15 , Si-Young Choi 2 , Seung-Hyub Baek 1, 4, 11, 12
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氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 是一种出色的缓冲层,可通过脉冲激光沉积 (PLD) 和溅射等低成本沉积技术在硅上外延生长,以实现新型电子器件,其中各种外延功能氧化物集成在 Si 上。然而,Si上生长的YSZ的结晶质量比通过分子束外延(MBE)生长的SrTiO 3缓冲层的结晶质量差。在这里,我们报告了一种简单的退火技术,用于在 Si 衬底上实现高质量的单晶氧化物。我们通过 YSZ 的热膨胀系数(~9 × 10 -6 K -1) 和Si (∼3 × 10 -6 K -1 ),它作为缺陷湮灭的额外能源。快速加热速率(~110 °C s -1)允许该应变能在退火温度下最大限度地积聚在 YSZ 层中,并且在退火过程中缺陷被有效地消除。我们进一步展示了高质量外延 CeO 2和正交或四方 Y:HfO 2的集成通过热应力辅助退火方法在 YSZ/Si 衬底上制备薄膜。我们的研究结果不仅为控制热应力以设计外延异质结构提供了见解,而且还为在 Si 上集成高质量复合氧化物以实现新型电子产品的商业化提供了机会。



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更新日期:2022-06-29
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