基于室温二维铁电 α-In2Se3 薄层的可切换二极管

纳米尺度的室温铁电性是为开发先进非易失性高密度存储器所理想的。然而,由于可能的临界厚度效应,在传统铁电体中达到薄膜极限是一项长期挑战。范德瓦耳斯材料凭借其稳定的层状结构、饱和的界面化学和弱层间耦合,在探索超薄二维(2D)铁电体及其器件应用方面颇具前景。在此,我们展示了一种基于 2D 铁电 α-In2Se3 层(薄至 5 nm,以石墨烯/α-In2Se3 异质结形式)构建的可切换室温铁电二极管。α-In2Se3 薄层本征的面外铁电性由可逆自发电极化的观测所证实,其相对较低的矫顽电场约为 $2 X 10^5 V/cm$,典型铁电畴尺寸约为数十 ${\mu}m^2$。得益于 α-In2Se3 层的面外铁电性,石墨烯/α-In2Se3 界面的肖特基势垒可通过外加电压切换电极化而有效调控,从而产生显著的可切换双二极管效应,其开关比约为 $10^4$。我们的结果为开发基于二维铁电体的新型纳米电子器件提供了新途径。