随着纳米铁电薄膜制备技术的发展,目前已经制备出低至纳米级仍保持良好铁电性的超薄膜, 理论研究表明由介电和铁电势垒复合的隧道结比单一铁电隧道结的电致电阻效应要提高1~2个数量级。由铁磁层和铁电层组合成的隧道结或者由铁磁电极与铁电薄层组成的隧道结在自旋输运和磁致电阻方面有着重要的应用,而且可以通过外加电场对隧道结的磁输运进行有效的调控,这在铁电存储器应用和自旋电子器件的设计方面有着重要的研究意义。本课题正是在这一潜在的应用背景下, 对复合铁电隧道结分别从微观格点模型和密度泛函理论出发,针对具体材料,考虑势垒和电极的能带结构,铁电薄层中的极化分布和退极化场以及复合势垒中的界面效应, 进一步考虑实际电极材料以及势垒厚度等因素研究铁电复合势垒的隧穿效应,为基于铁电材料的隧道结的实际应用进行第一性研究。
在该项目的支持下, 我们研究了铁电隧道结中的界面对隧道结电子隧穿的影响, 系统分析了界面的极化和界面的介电常数, 以及界面的厚度等性质对隧道结隧穿电阻和电致电阻效应的关系, 并在有限电压下计算给出了隧道结的电滞回线以及隧穿电流和外加电压的关系, 并与实验结果进行了比较, 通过以上研究我们提出了增强器件电致电阻的有效途径.
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数据更新时间:2023-05-31
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