内建电场对非对称铁电隧道结的影响

利用多尺度热力学模型研究了内建电场对非对称铁电隧道结中铁电相变的贡献。详细论证了在非对称铁电隧道结中存在一个临界厚度，在该厚度处会发生一种异常的“极性非铁电”相变。在“极性非铁电”相中，仅存在一种由退极化场与内建电场竞争引起的不可翻转极化，并提出形成类闭合畴以最小化系统能量。研究发现，随着铁电势垒层厚度的减小，相变温度单调降低，且对于更薄的铁电层，这种降低更为显著。事实上，内建电场不仅导致相变展宽，还迫使相变在降低的温度下发生。这些发现可能对工作温度施加根本性限制，因此在未来设计铁电隧道结型或铁电电容型器件时应予以充分考虑。