Npj Comput. Mater.: 纤锌矿合金铁电性能：应变调控与相变机制

主要观点总结

本文介绍了海归学者发起的公益学术平台上关于纤锌矿AlN的研究进展。首次实现了Sc掺杂的wz-AlN极化反转，开启了纤锌矿结构铁电半导体的新方向。吴俊杰团队发现铁电性wz-Al1-xScxN合金，不仅拓展了AlN的应用领域，更为探索新型纤锌矿铁电材料提供了途径。研究通过化学键特性与弹性常数分析厘清了纤锌矿Al 1-x B x N合金相变机制及稳定性和铁电性的调控规律，建立了相变判据模型，为其他材料预测相变点提供了新范式，并指出应变调控铁电特性为突破铁电极化极限开辟新路径。

关键观点总结

关键观点1: Sc掺杂实现了wz-AlN的极化反转，为纤锌矿结构铁电半导体研究开启新方向。

吴俊杰团队发现了铁电性wz-Al1-xScxN合金，该发现拓展了AlN的应用领域，并为探索新型纤锌矿铁电材料提供了途径。

关键观点2: 通过化学键特性与弹性常数分析，厘清了纤锌矿Al 1-x B x N合金的相变机制及稳定性和铁电性的调控规律。

建立了相变判据模型，为其他材料预测相变点提供了新的范式。

关键观点3: 应变调控技术被成功应用于优化铁电性能，实现了自发极化和翻转势垒的协同优化。

研究指出拉伸或压缩应变可以影响合金的相变浓度和极化特性，为突破铁电极化极限开辟了新的路径。

文章预览

海归学者发起的公益学术平台 分享信息，整合资源 交流学术，偶尔风月 尽管具有强自发极化的纤锌矿AlN（wz-AlN）在压电与热释电领域已获广泛研究，但因其极化无法通过外电场翻转，其铁电性长期存在争议。2019年，Sc掺杂首次实现了wz-AlN的极化反转，开启了纤锌矿结构铁电半导体的新方向。铁电性wz-Al1-xScxN合金的发现不仅拓展了AlN在热释电与压电之外的应用，更为探索新型纤锌矿铁电材料提供了新途径。一方面，极化反转源于Sc离子诱导的局域键离子性增强及离子位移，而非简单的晶格参数变化；另一方面，wz-Al1-xScxN合金的铁电极化强度远超传统铁电氧化物。此外，其低温制备工艺与主流半导体技术兼容，且可避免铁电氧化物器件中常见的氧迁移导致的界面氧化与性能退化。 西安电子科技大学集成电路学部郝跃院士团队的苏杰副教授、常晶晶教 ………………………………