Identifikācijas numurs: LZP-2024/1-0676
Tips: Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts
Projekta ilgums: 01.01.2025. - 31.12.2027.
Projekta vadītājs: Dr. phys. Katrīna Laganovska, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI)
Kopējais finansējums: 299 973 EUR
Projekta kopsavilkums:
Segnetoelektrisko īpašību atklāšana hafnija oksīdā 2011. gadā uzsāka otro intensīvo segnetoelektrisko ierīču pētniecības vilni, jo īpaši segnetoelektrisko lauka efekta tranzistoros (FeFET) un segnetoelektriskās brīvpieejas atmiņās (FeRAM). Galvenais segnetoelektriskā HfO2 izaicinājums ir segnetoelektriskās fāzes, polārās ortorombiskās Pca21, stabilizācija. Trīs galvenie faktori ietekmē šo fāzi un tās īpašības: dopanti, defekti un mehāniskie spēki. Lai gan katrs no šiem faktoriem ietekmē fāzi un elektriskās īpašības, skābekļa vakancu veidošanās var gan stabilizēt ortorombisko fāzi, gan būt nelabvēlīga un bieži ir nevēlama blakusparādība, strādājot ar metālu oksīdiem. Lai varētu kontrolēt skābekļa vakanču daudzumu, īpašības un ietekmi uz ortorombiskās fāzes stabilitāti un ierīču uzticamību, ir nepieciešama būtiska izpratne par šo defektu veidošanos un īpašībām. Projekta galvenais mērķis ir eksperimentāli pirmo reizi noteikt skābekļa vakanču koncentrāciju, telpisko sadalījumu, lādiņu, koordinācijas skaitli un aktivizācijas enerģijas hafnija oksīda materiālos un to ietekmi uz elektriskajām un strukturālajām īpašībām. Tīri un leģēti HfO2 materiāli tiks sintezēti, izmantojot mikroviļņu asistēto hidro-/solvo-termālo sintēzi. Minētās skābekļa vakanču īpašības tiks pētītas, izmantojot rentgena fotoelektronu spektroskopiju (XPS), termoluminiscences (TL), pjezo-elektrisko spēka mikroskopiju (PFM), rentgena absorbcijas spektroskopiju (XAS) un citas metodes.