多阻態(tài)隧道結的結構設計與性能研究.pdf

1、近年來,由于材料科學和薄膜制備技術的發(fā)展以及隧道結在存儲器、換能器、自旋電子器件等方面所具有的越來越顯著的應用優(yōu)勢,多阻態(tài)隧道結的研究受到越來越多的關注。目前,主要利用多功能材料設計新型多阻態(tài)隧道結,以提高隧道結遂穿阻值狀態(tài);不同材料界面處所產(chǎn)生的界面效應對隧道結遂穿特性的影響;外加應力、讀取偏壓、磁電耦合效應對隧道結遂穿特性的影響等方面對多阻態(tài)隧道結進行研究。
　　本文首先利用鐵磁材料、鐵電材料所具有的極化特性,設計出具有十六種

2、遂穿阻態(tài)的隧道結模型;然后以鐵磁-鐵電-鐵磁結構的隧道結為模型,研究了界面磁電耦合特性對隧道結遂穿特性的影響;最后在鐵電薄膜介電常數(shù)隨電場變化的情況下,研究了讀取偏壓的大小對隧道結遂穿特性的影響。主要內容和結果如下所示:
　　1.利用鐵磁材料的磁化特性和鐵電材料電極化特性,以鐵磁—鐵電復合薄膜材料作為隧道結的夾層材料,選取具有不同托馬斯-費米電荷屏蔽長度的鐵磁材料作為隧道結的電極材料,設計出具有十六種遂穿阻值狀態(tài)的隧道結模型。計算

3、結果表明選擇合適的材料參數(shù),該多阻態(tài)隧道結模型能夠表現(xiàn)出可區(qū)分的十六種遂穿阻值狀態(tài)。
　　2.以鐵磁-鐵電-鐵磁結構隧道結模型為研究對象,選擇具有不同托馬斯-費米電荷屏蔽長度的電極材料,探討了影響多阻態(tài)隧道結界面磁電耦合強度的主要因素。計算結果表明鐵電薄膜的電極化強度、隧道夾層介電常數(shù)的大小、電極托馬斯-費米屏蔽長度的差異、磁交換分裂能的大小等因素對多阻態(tài)隧道結磁電耦合強度有重要的影響。
　　3.以鐵磁-鐵電-鐵磁結構隧道結