In this work we have investigated the formation and migration of Hf vacancies in a heterostructure based on first principles calculations. Our calculations indicate that Hf vacancies tend to diffuse from bulk to the interface and that it is energetically favorable for Si atoms to fill the interfacial Hf vacancies. These results provide a plausible mechanism of the formation of interfacial Hf silicates.
REFERENCES
1.
R. M.
Wallace
and G. D.
Wilk
, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci.
28
, 231
(2003
).2.
J.
Robertson
, Rep. Prog. Phys.
69
, 327
(2006
).3.
J.-P.
Locquet
, C.
Marchiori
, M.
Sousa
, J.
Fompeyrine
, and J. W.
Seo
, J. Appl. Phys.
100
, 051610
(2006
).4.
D. Y.
Cho
, K. S.
Park
, B. H.
Choi
, S. J.
Oh
, Y. J.
Chang
, D. H.
Kim
, T. W.
Noh
, R.
Jung
, J. C.
Lee
, and S. D.
Bu
, Appl. Phys. Lett.
86
, 041913
(2005
).5.
H. S.
Baik
, M.
Kim
, G.-S.
Park
, S. A.
Song
, M.
Varela
, A.
Franceschetti
, S. T.
Pantelides
, and S. J.
Pennycook
, Appl. Phys. Lett.
85
, 672
(2004
).6.
R.
Jiang
, E. Q.
Xie
, and Z. F.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
89
, 142907
(2006
).7.
J. C.
Lee
, S. J.
Oh
, M. J.
CHo
, C. S.
Hwang
, and R. J.
Jung
, Appl. Phys. Lett.
84
, 1305
(2004
).8.
X. Y.
Qiu
, H. W.
Liu
, F.
Fang
, M. J.
Ha
, and J. M.
Liu
, Appl. Phys. Lett.
88
, 072906
(2006
).9.
N.
Miyata
, Appl. Phys. Lett.
89
, 102903
(2006
).10.
S.
Stemmer
, J. Vac. Sci. Technol. B
22
, 791
(2004
).11.
C.
Tang
, B.
Tuttle
, and R.
Ramprasad
, Phys. Rev. B
76
, 073306
(2007
).12.
C.
Tang
and R.
Ramprasad
, Phys. Rev. B
75
, 241302
(2007
).13.
G.
Kresse
and J.
Furthmuller
, Phys. Rev. B
54
, 11169
(1996
).14.
D.
Vanderbilt
, Phys. Rev. B
41
, R7892
(1990
).15.
J. P.
Perdew
, J. A.
Chevary
, S. H.
Vosko
, K. A.
Jackson
, M. R.
Perderson
, D. J.
Singh
, and C.
Fiolhais
, Phys. Rev. B
46
, 6671
(1992
).16.
J.
Adam
and M. D.
Rodgers
, Acta Crystallogr.
12
, 951
(1959
).17.
C. R.
Hubbard
, H. E.
Swanson
, and F. A.
Mauer
, J. Appl. Crystallogr.
8
, 45
(1975
).18.
P. W.
Peacock
, K.
Xiong
, K.
Tse
, and J.
Robertson
, Phys. Rev. B
73
, 075328
(2006
).19.
A. S.
Foster
, F.
Lopez Gejo
, A. L.
Shluger
, and R. M.
Nieminen
, Phys. Rev. B
65
, 174117
(2002
).20.
H. S.
Ahn
, S.
Han
, and C. S.
Hwang
, Appl. Phys. Lett.
90
, 252908
(2007
).21.
N. M.
Tallan
, W. C.
Tripp
, and R. W.
Vest
, J. Am. Ceram. Soc.
50
, 279
(1967
).22.
D. C.
Sayle
, T. X. T.
Sayle
, S. C.
Parker
, C. R. A.
Catlow
, and J. H.
Harding
, Phys. Rev. B
50
, 14498
(1994
).23.
G.
Henkelman
and H.
Jonsson
, J. Chem. Phys.
113
, 9978
(2000
).© 2008 American Institute of Physics.
2008
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
