Identifikācijas numurs: LZP-2025/1-0601
Tips: Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts
Projekta ilgums: 01.09.2025. - 31.08.2028.
Projekta vadītājs: Dr. phys. Andrei Kholkin, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI)
Kopējais finansējums: 299 973 EUR
Projekta kopsavilkums:
Mērogojamas, ar Si saderīgas un stabilas segnetoelektrības atklāšana hafnija oksīda nanostruktūrās (līdz šim plānajās kārtiņās) ir bijusi nozīmīga segnetoelektrisko atmiņu un FEFET atdzimšanā mikroelektronikā. Šī segnetoelektrība ir netradicionāla, un pašlaik ir pieņemts, ka skābekļa vakances, elektroķīmija un vakanču stabilizēti metastabilās stāvokļi spēlē izšķirošu lomu tās stabilizācijā. Taču precīzi iemesli, kāpēc šajos materiālos un slēdžos rodas polarizācija vēl nav atklāti un slēdži joprojām tiek pētīti visā pasaulē.
Lielākā daļa tradicionālo segnetoelektriķu būtisko aspektu vispirms ir izprasti masas veidā, un masas veida pētījumos gūtās mācības un projektēšanas principi paātrināja funkcionalitātes un ierīču projektēšanu plānajās kārtiņās. Tomēr segnetoelektriskā hafnija gadījumā līdz šim segnetoelektrība nav stabilizēta masveidā, tāpēc ir grūti sistemātiski izvērtēt radušos jautājumus. Ar šo projekta pieteikumu mēs vispirms cenšamies mainīt šo paradigmu un stabilizēt segnetoelektrību masveidā, izmantojot mikroviļņu hidrotermālo sintēzi, izmantojot ar 3+ katjoniem leģētu hafnija keramiku. Ir zināms, ka metastabilās fāzes tiek stabilizētas ar mikroviļņu sintēzes metodēm, skābekļa vakances tiek inducētas, aizstājot katjonus ar dažādiem izmēriem un lādiņa stāvokļiem (3+) nekā hafnijam. Tādējādi no materiālu dizaina viedokļa masas sintēzei ir visas sastāvdaļas, kas nepieciešamas, lai stabilizētu netradicionālas segnetoelektriskās fāzes hafnijā. Ar šiem materiāliem mēs veiksim stingru struktūras un īpašību raksturojumu, izmantojot pieejamās metodes, piemēram, augstas izšķirtspējas elektronu mikroskopiju un EELS, lai izprastu strukturālo un ķīmisko dinamiku polarizācijas pārslēgšanas laikā.