鐵電隧道結的界面效應.pdf

1、碩士學位論文論文題目鐵電隧道結的界面效應研究生姓名孫萍指導教師姓名吳銀忠教授專業(yè)名稱凝聚態(tài)物理研究方向電介質物理論文提交日期2013年4月鐵電隧道結的界面效應中文摘要I鐵電隧道結的界面效應鐵電隧道結的界面效應中文摘要中文摘要近年來，由于鐵電材料在納米電子器件中的潛在應用，掀起了對鐵電材料研究的廣泛興趣，尤其是對鐵電隧道結的研究。同時隨著納米薄膜制備技術的發(fā)展，實驗室已經能夠制備出1納米的超薄鐵電薄膜，由于襯底材料和鐵電薄膜之間的應力作用

2、，使得鐵電薄膜在超薄情況下仍保持鐵電性。對鈣鈦礦鐵電氧化物的實驗研究顯示，當材料的尺寸降低到納米尺寸時仍可保持良好的鐵電性，這使在隧道結中使用鐵電薄膜作為勢壘成為可能。由于極化與外電場平行和反平行時鐵電隧道結的隧穿電阻比值可以達到103104數量級，因此鐵電納米薄膜電容器結構可以用作新的存儲器件，利用高電阻態(tài)和低電阻態(tài)來實現邏輯上的―0‖和―1‖。與傳統(tǒng)存儲器相比，鐵電存儲器具有讀寫數據的速度快和能耗低等優(yōu)點。本文主要研究了微小偏壓和有

3、限偏壓下界面對鐵電隧道結電輸運的影響，以及勢壘的空間相對位置對復合壘鐵電隧道結電輸運的影響。研究發(fā)現界面極化大小和方向以及界面介電常數對鐵電隧道結的隧穿電阻有重要影響，進一步把界面和鐵電壘中的自發(fā)極化耦合起來，我們發(fā)現界面還將影響鐵電壘中的自發(fā)極化，并導致鐵電壘電滯回線的漂移以及電流電壓特性曲線中正負矯頑場的不對稱。我們的工作我們的工作分為以下為以下三個三個方面：方面：1.界面界面對鐵電隧道結電輸運的影響對鐵電隧道結電輸運的影響考慮鐵電

4、隧道結中鐵電壘和電極之間存在界面層，通過改變界面極化大小和取向以及界面介電常數，計算了隧道結的隧穿電導。我們發(fā)現當左右界面的界面極化同時指向中間鐵電壘時，隧道結的TER效應增強最明顯，并且當界面極化較大且界面介電常數較小時，隧道結的TER效應將會比不考慮界面的鐵電隧道結的TER效應提高幾個數量級。2.界面界面對鐵電隧道結電滯回線和電流特性的影響對鐵電隧道結電滯回線和電流特性的影響選取典型的SrRuO3BaTiO3Pt隧道結研究了界面極化