AFM 材料期刊俱乐部

高密度铁电存储器器件中导电域壁的PFM/CAFM研究

由江俊、白子龙、陈志慧、何龙、张大卫伟、张庆华、金安石、敏孝克、詹姆斯·斯科特、黄志胜、安泉江

自然材料, 2018, 17, 第59-56页

铁电存储器通过外部施加的电场改变极化状态,通过它存储非挥发性逻辑信息。由于理论 ns 到 ps 速度、无限的循环耐久性、低能耗和高密度存储,铁电是有希望的。然而,与CMOS技术相媲美的当今铁电存储器具有破坏性的读出过程、>250 nm的电池尺寸、低速和缺乏可靠性。作者演示了一种高速、可靠且可扩展的铁电存储器装置,该器件由外延 BiFeO ₃薄膜制成。本工作中所述极化的非破坏性读出是基于高传导域墙的临时形成。只有在应用大于域强制字段的短时间读取场时,才出现电导率。这种临时效应消除了移动缺陷的积累,提高了设备的可靠性。器件的特性长度和宽度小至50~60纳米,保证了高速和可扩展性。峰值力攻丝模式用于描述铁电表面的细节。高分辨率峰值力攻丝可视化了域动力学,而导电 AFM 证实了外部电场应用和去应用下电导率的变化。这项工作在铁电记忆领域取得了重要进展。