PIX2025 - Ferroeléctricos ultradelgados emergentes: ingeniería de deformación e integración con materiales bidimensionales para dispositivos electrónicos avanzados - (PREX2024-000154)

El presente proyecto de tesis abordará el estudio de láminas ultradelgadas de Hf1-xZrxO2 (HZO) con propiedades ferroeléctricas superiores obtenidas mediante ingeniería de deformación y con aplicación potencial en dispositivos electrónicos 2D. La investigación se articulará en torno a tres retos contemplados hoy día en la síntesis, procesado y caracterización de este sistema. Así, para la fabricación de las láminas se utilizarán nuevos métodos en disolución combinados con estrategias de baja temperatura que consigan inducir la cristalización del material a temperaturas compatibles con su integración back-end-of-line (BEOL) en la tecnología CMOS (<400 ºC) y en tecnologías emergentes como la electrónica flexible (<350 ºC). Complementariamente, la elevada versatilidad de estos métodos permitirá crecer láminas ultradelgadas (<20 nm) de HZO con un amplio rango composicional (x=0-1), distintos grados de orientación cristalográfica (policristalina, epitaxial) y sobre substratos de distinta naturaleza (Si, SrTiO3, mica, poliimida) con objeto de estabilizar su estructura ortorrómbica mediante ingeniería de deformación y ajustar así sus propiedades eléctricas. Por último, se aplicará una novedosa técnica electrolítica de delaminado para obtener nanoestructuras de HZO free-standing susceptibles de ser transferidas a sistemas de semiconductores 2D para el diseño y fabricación de dispositivos basados en transistores, memorias o sensores.