플루오라이트 구조 산화물 내의 강유전성 결정상의 생성 메커니즘 리뷰 (Review of the mechanism for Ferroelectric Phase Formation in Fluorite-structure Oxide)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 71권 / 11호 / 890 ~ 900페이지
· 저자명 : 유근택, 박근형, 이은빈, 박민혁

초록

HfO2, ZrO2 등의 플루오라이트 구조 산화물에서 발현되는 강유전성은 2011년 첫 논문이 발표된 이후산업계 및 학계에서 큰 관심을 얻고 있다. 10여 년의 짧은 역사에도 특유의 우수한 물리적 scalability 를 기반으로 20 nm 대의 선폭을 가지는 전자 소자에 활용될 정도로 급속한 기술 개발이 이루어지고있다. 강유전성이 발현되는 결정학적인 원인은 Pca21 의 space group을 가지는 orthorhombic phase의생성인 것으로 받아들여지고 있으나 상평형도에 존재하지 않는 준안정상의 형성 메커니즘에 대해서는아직까지 논의가 계속되고 있는 상황이다. 강유전성 orthorhombic phase는 다양한 열역학적 요소에의해 가장 낮은 자유에너지를 가질 수 있을 것이라는 열역학적인 모델과 여전히 준안정상인 상태이지만높은 에너지 장벽에 의해 열역학적 안정상으로의 전이가 억제된다는 동역학적인 모델이 크게 제시되었다.
본 리뷰에서는 현재까지 진행된 다양한 연구 내용을 바탕으로 현재까지 제안된 열역학적, 동역학적 메커니즘을 종합적으로 리뷰하고자 한다.

영어초록

Ferroelectricity in fluorite-structured oxides such as HfO2 and ZrO2 has attracted increasing interest since the first report in 2011. Despite the history as short as 10 yeas, fabrication tech-nologies have been rapidly developed even for nanoelectronic devices for 20 nm technology node based on characteristic physical scalability. The crystallographic origin of the unexpected ferroelectricity is now accepted as the formation of the Pca21 orthorhombic phase, but the mechanism for the ferroelectric phase formation is still under debate. In thermodynamic theory, the ferroelectric phase is stabilized by various thermodynamic factors, and in the kinetic model, the metastable phase can be formed due to the high kinetic barrier for the formation of a stable phase. In this review, the thermodynamic and kinetic models for the formation of the ferroelectric phase are comprehensively reviewed based on previous studies

참고자료

· 없음