GeTe Rashba 铁电体中的动态负电容态
介观与纳米尺度物理
2022-12-16 v2
摘要
我们在 Si/SiO2 衬底上实验研究了厚铁电 GeTe 单晶薄片的电容响应,其中 p 型掺杂 Si 层用作栅电极。通过电阻测量我们确认,对于三维薄片,由于体载流子的屏蔽作用,电子浓度对栅电场不敏感。出乎意料地,我们观察到样品电容 C 在两种栅场极性下均强烈减小,因此 C(Vg) 在零栅电压附近取最大值。此外,我们观察到实验 C(Vg) 曲线随栅电压扫描方向存在明显的滞回现象。根据我们的分析,该电容行为可由已知的 GeTe 中巨 Rashba 分裂的 Rashba 参数对电场的依赖关系来解释。在此情形下,电容中的滞回应归因于 GeTe 表面层的极化演化,这也使得实现动态负电容态成为可能。后者可在随时间变化的电阻测量中直接观测到,表现为对阶跃状电流脉冲的电压响应的非单调演化。因此,负电容态确实可提升电子器件的性能,从而提高其能效。
引用
@article{arxiv.2206.00346,
title = {Dynamic negative capacitance regime in GeTe Rashba ferroelectric},
author = {N. N. Orlova and A. V. Timonina and N. N. Kolesnikov and E. V. Deviatov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00346},
year = {2022}
}