[10a-Z24-1~12] 【CS.5】 6.1 強誘電体薄膜、13.3 絶縁膜技術、13.5 デバイス／配線／集積化技術のコードシェアセッション

[10a-Z24-7] 帯電が誘起する強誘電直方晶HfO₂薄膜の安定性：第一原理計算による検討

〇新井 千慧¹、白石 悠人¹、洗平 昌晃²、白石 賢二²、中山 隆史¹ (1.千葉大理、2.名大未来研)

キーワード：HfO2, 強誘電体, 第一原理計算

HfO₂は様々な結晶構造を持つ。その中でも直方晶 (Pca2₁: 以下O1相)は強誘電性を示すため、次世代の不揮発性メモリーへの応用が期待されている。しかし、常温における安定結晶相は、バルクでは単斜晶(P2₁/c: M相)[1]、超薄膜では別の直方晶(Pnm2₁: O2相)[2]であり、実験においてどのようなメカニズムでO1相が実現されているかは未だ明らかでない。我々はこれまでに第一原理計算を用いて、バルク結晶において、HfO₂中の酸素空孔Voが正に帯電すると、M相に代わりO1相が安定になる可能性を示した[3]。そこで、本研究では薄膜HfO₂層を対象として、第一原理計算により、Voの帯電がO1, O2，およびM相の安定性をいかに変化させるかを検討した。