先进材料与结构分析实验室姚湲副研究员，博士生李超和禹日成研究员，与微加工实验室的顾长志研究员和中科院微电子研究所刘明研究员的研究组等合作，将电子全息技术和原位技术相结合，在透射电子显微镜中实时观察了电荷捕获过程。研究结果表明，在栅极正偏压的作用下，电子可以通过多晶HfO₂捕获层中的晶界聚集到捕获层和阻挡层之间的界面处，并且沿着此界面在捕获层中扩撒或移动。这是首次直接看到电荷在捕获层中的纵向和横向的空间分布情况，并且明确了在此类存储结构中，电荷主要分布在捕获层和阻挡层的界面处，排除了存储在捕获层内部或捕获层和隧穿层的界面的可能性。该项研究成果发表在Nature Communications，(2013) 4：2764。此研究项目得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院等项目的支持。

　　文章链接：http://www.nature.com/ncomms/2013/131108/ncomms3764/full/ncomms3764.html

图1 a. 原位电子全息实验方法示意图。b. 电子全息干涉原理图。

图2 a. 电荷捕获存储器的结构。b. 透射电镜中原位测试的I-V曲线。c. 多晶HfO2捕获层的高倍透射电镜图像，虚线处为晶界。d. 电子全息方法得到的同一位置的电势分布图。

图3 不同栅极偏压下捕获层内部的电荷分布情况，其中虚线为晶界的位置。