, HZO) 박막. 여기서 우리는 상전이 경계(morphotropic phase boundary, MPB)에서 극박막 HZO에 대한 전계 유도 상(phase) 진화의 나노 스케일 메커니즘을 규명하기 위해 in situ 투과전자현미경(TEM)을 사용하며, 산소 공백(oxygen vacancy) 이동을 직접 시각화하고 그것이 비극성 정방정(tetragonal)상에서 극성 정방사형(orthorhombic)상으로의 변환과 상관관계를 갖는지를 밝힌다. 본 연구의 in situ TEM 구성은 100 μs 미만의 쌍극성(bipolar) 전압 펄스를 적용하여 실제 소자 동작을 모사하는 동시에, 이러한 짧은 펄스에 의해 유발되는 미세한 변화를 검출할 수 있게 하였다. 전자 에너지 손실 분광 스펙트럼 이미지(electron energy-loss spectroscopy spectrum images, EELS-SIs)에 대한 비지도 기계학습 분석을 통해 국소적 구조 진화와 관련된 뚜렷한 스펙트럼 특징이 확인되었고, 정량 결과는 정방사형상 형성과 정렬된 산소 결핍 영역을 확인하였다. 국소 수 개 나노 도메인에 국한되는 기존의 관행적 TEM 연구와 달리, 본 접근법은 상 진화를 박막 전 범위 수준에서 해석할 수 있게 하며, 개별 관측을 넘어서는 더 넓은 경향을 포착한다. 또한 TiN 전극에서 동시적으로 관찰된 산소 함량 변화는 인가 하에서 HZO와 TiN 사이의 활성 공백 교환이 진행됨을 추가로 시사한다. 이러한 결과는 산소 공백 동역학을 분극 스위칭과 직접적으로 연결하며, 강유전체 상을 안정화하고 차세대 메모리 및 로직 소자를 발전시키는 데 핵심적인 지침을 제공한다.

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