课题组使用激光脉冲堆积体系制备了高质量氧化铪外延薄膜，观测到了与理论猜测挨近的铁电极化，提醒了薄膜结晶性和晶粒尺度与铁电极化的正相关性，表征了薄膜

  跟着科技的迅速开展和人类需求的逐渐的提高，器材的小型化、高集成度是电子器材开展的一个必然趋势。铁电资料作为一类具有自发极化而且在外加电场的效果下能够被回转的资料，在数据存储、传感器、驱动器等方面存在广泛的使用远景。可是，传统的钙钛矿铁电资料与现代半导体工艺的低兼容性以及对堆积厚度较高需求，极大约束了铁电资料的使用和开展。近年来，氧化铪基铁电资料因其与现代半导体工艺的兼容性以及低厚度下（小于10纳米）安稳的铁电性招引了广泛的重视。可是，氧化铪的铁电相（正交相）是亚稳相，这使得怎么安稳氧化铪的铁电相成为一个应战。其间，使用正交相较低的外表能，经过减小晶粒尺度来安稳铁电相是一种常用的办法。可是，这种办法引入了更多的缺点，不光使得氧化铪的铁电极化远低于理论值，也为氧化铪的本征功能蒙上了一层奥秘的面纱。

  近来，美国内布拉斯加大学林肯分校许晓山团队，Alexei Gruverman团队，Evgeny Y. Tsymbal团队使用激光脉冲堆积办法组成YHO（5%-Y掺杂的HfO2)外延薄膜，铁电极化数值是现在报导的最大值，而且与理论猜测相符合。该研讨展现了薄膜结晶性与铁电功能的正相关性，供给了丈量和剖析正交相和菱形相的办法，并使用密度泛函理论（DFT）核算了菱形相畸变对铁电极化的影响。

  铁电极化与薄膜结晶性的正相关性。YHO外延薄膜使用激光脉冲堆积办法成长在STO(001)和STO(110)两种基底上，底电极为La0.7Sr0.3MnO3。其间，成长在STO(110)上的YHO薄膜测得的室温铁电极化（50 C/cm2）是现在报导最高的室温铁电极化值。使用薄膜的摇晃曲线作为薄膜结晶性的衡量目标，经过改动薄膜成长温度，该研讨展现了YHO薄膜的结晶性与铁电极化出现正相关性（低温下也适用），这不同于之前一切的报导。有别于之前报导，氧化铪的铁电极化并没有随温度的下降而大幅度下降。温度在20 K时，沿（111）取向的铁电极化仍有37 C/cm2，沿极化轴（001）的估计值为64 C/cm2，这与理论猜测相符。

  氧化铪的正交相与菱形相畸变。使用X射线}晶面距离的丈量，得到了氧化铪的晶格常数而且确认了正交相特有的晶格畸变。经过对{111}/{11-1}/}/{-111}/}/{1-11}晶面距离丈量，证明了YHO薄膜中存在的菱形相晶格畸变，而且核算得到在STO（001）和STO（110）上菱形畸变的视点分别为0.41和0.25。使用RHEED（反射式高能电子衍射）对薄膜表描摹的实时监测，得到了YHO薄膜从四方相到正交相铁电的改变温度在450 C左右。密度泛函理论标明就观测到的菱形畸变巨细，铁电功能遭到的影响应该非常有限。因而，YHO薄膜铁电极化的大多数来自是其正交相，而与其共存的菱形相畸变则是由薄膜在降温过程中沿面外(111)方向的体积膨所导致。