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纤锌矿型铁电体的新兴材料和设计原理
Matter ( IF 17.3 ) Pub Date : 2024-02-29 , DOI: 10.1016/j.matt.2024.02.001
Cheng-Wei Lee , Naseem Ud Din , Keisuke Yazawa , Geoff L. Brennecka , Andriy Zakutayev , Prashun Gorai
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更新日期:2024-02-29
Matter ( IF 17.3 ) Pub Date : 2024-02-29 , DOI: 10.1016/j.matt.2024.02.001
Cheng-Wei Lee , Naseem Ud Din , Keisuke Yazawa , Geoff L. Brennecka , Andriy Zakutayev , Prashun Gorai
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低能耗内存计算架构有望减少计算和数据存储的能源需求。纤锌矿型铁电体在性能和与现有半导体工艺的集成方面都是有前途的选择。 Al 1- x Sc x N 合金是少数表现出极化切换的四面体材料之一,但切换极化所需的电场太高(几MV/cm)。除了二元化合物之外,我们还探索多元纤锌矿型化合物的搜索空间。通过大规模的研究,我们确定了四种有前景的三元氮化物和氧化物,包括Mg 2 PN 3、MgSiN 2、Li 2 SiO 3和Li 2 GeO 3,用于未来的实验实现和工程化。在在所考虑的 90% 多元材料中,我们确定了独特的转换途径和非极性结构,这些结构与 AlN 基材料中通常假设的转换机制不同。我们的结果反驳了在比较不同化学物质时基于纤锌矿c / a晶格参数比降低的现有设计原理,同时支持两个新兴的设计原理——离子性和键合强度。

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