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mse507木虫 (正式写手)
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[交流]
【讨论】铁电薄膜配套电极的选择
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| 铁电薄膜的电学性能除了与取向和晶化程度相关外，还很强地依赖底电极材料的质量以及二者之间发生互扩散（与退火温度密切相关）的程度。因此，选择合适的底电极材料是开展铁电薄膜研究工作必须面对的一个关键问题。欢迎对铁电薄膜感兴趣的虫子们就此问题从基础研究和器件应用两个方面来展开讨论。 |
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solgeltech
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6楼2009-08-19 18:31:06
diwunju
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我本来已经准备就这个问题闭嘴了。但是看到楼上的话终究还是忍不住。我不知道楼上基于什么判断氧化物电极是大势所趋。以我在铁电这一行十几年的经验，我认为对器件来说，氧化物电极一无是处。当然，说起来很搞笑，我自己以前没钱没设备的时候也做LaNiO3，后来有钱有设备了也做SrRuO3，搞文章就是了。对于真正做器件的厂家来说，工艺简单可靠甚至比单纯的性能提高更加重要，这就是氧化物电极的死穴。更何况，楼上凭什么说氧化物电极能提高性能呢？除了能外延，还有什么用？但是请想一想，铁电存储器需要外延薄膜吗？不需要。为什么呢？因为铁电存储的市场定位就是低端市场的低密度存储。这种应用根本不在乎多晶膜带来的那一点点不均匀，反而得益于多晶薄膜的高绝缘性。绝缘性对器件来说比剩余极化更重要，重要得多。因为这牵涉到功耗和散热，对器件的设计影响极大。而剩余极化，对于低密度存储使用的2T－2C结构，只要2Pr超过3uC/cm^2对放大电路来说就足够分辨两个状态了。当然，一般为了保险都会放一些，10uC/cm^2总够了吧，这样即使有一些不均匀，这个node是15，那个node是12也不会有什么问题。10uC/cm^2的2Pr，很容易做到的吧。所以，你看我们并不需要通过外延来获得大的剩余极化。可能你做的项目绪言里写的是要做高密度存储，那我只能耸耸肩膀。是的，我自己写申请的时候也这么写，不这么写，谁给你钱呢。但是，我们做研究的自己心里要清楚。 最后，忍不住还是想comment一下Ramesh的BiFeO3。的确，他发了一堆高点数的文章，但是他那些文章有哪个好一点的小组严肃认真的重复过吗？不奇怪吗，这么好的工作最起码应该有一堆韩国人日本人跟着上啊？非但没有像样的重复，还被人在Science上置疑过。看Ramesh的工作看看热闹就算了，别太认真。你就看BiFeO3那个矫顽场得有多大吧，再加上又那么容易漏电，膜要搞得狂厚，工作电压得多大啊，叫器件怎么用啊？ |
8楼2009-08-22 22:36:37
mse507
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看的出，楼上做了10多年的铁电了。不过你对铁电存储器的认识似乎还停留在低密度时代。提醒一点，你说的10uC/cm2只能满足kBit量级的存储器，那是10年以前的产品。而现在市场上已经有64Mbit以上的，这需要铁电薄膜的剩余极化至少30uC/cm2。剩余极化的均匀性是必须被考虑的。而在氧化物电极上制备外延膜是彻底解决这一问题的最有效手段。 至于BiFeO3，日本的富士通公司早在2006年将其应用到铁电存储器上了，无非是看上了其超大的剩余极化。你提到的高矫顽场问题，我想该公司不会不考虑。本人认为制备外延BiFeO3仍是解决这个问题的有效方法之一。 关于铁电领域对Ramesh工作的态度，我想更多的人是被他远远地抛在后面。但Ramesh小组一枝独秀的状况终究会被打破的。据我所知，国内有人已经能用PLD重复出他们的结果。我想即使目前做不出来，也不要看热闹。想当年，GaN在研究初期也不是遇到类似的问题，而现在已经被大规模产业化了吗。 我想做科研应该以积极的心态、发展的眼光往前看，做任何材料都会有问题，而科研人员的任务不就是解决问题吗。 以上愚见纯属个人观点，欢迎板砖！ |
9楼2009-08-23 09:56:37
2楼2009-08-17 21:25:55
solgeltech
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4楼2009-08-18 20:06:25
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大多数多晶薄膜长在Pt上，也有用Ir的，比较好控制界面反应。国内有一些人喜欢用Au，但是美日欧洲人很少用Au，因为Au是半导体工业的禁忌，用Au电极没有任何实用意义。目前的器件应该都是基于贵金属电极的。 氧化物电极用得最多的是SrRuO3，一般做外延薄膜的衬底，或者做改善疲劳的buffer。其它LaNiO3、LaSrMnO3甚至RuO2、ITO薄膜都有人用。一般来说，氧化物电极对疲劳有改善，但是仍然有争议，因为氧化物电极最直接导致的是漏电流增大。Scott讲过，漏电的薄膜是不会疲劳的。氧化物电极、漏电和疲劳之间的关系现在也没说清楚，但是随着铁电薄膜话题的冷却也鲜有人问津了。 |
5楼2009-08-19 01:04:05
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