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基于完全图形化隧道结的高性能铁电存储器

介观与纳米尺度物理 2014-02-07 v1 材料科学

摘要

在具有铁电势垒层的隧道结中,切换极化方向会改变静电势分布及相关的平均隧道势垒高度。这导致隧道透射率和相关电阻发生剧烈变化。因此,铁电隧道结(FTJs)中的信息读取是电阻式的且非破坏性的,与常规铁电存储器(FeRAMs)相比,这是一个优势。最初,耐久性限制(即疲劳)是阻碍 FeRAMs 工业化的主要因素。对各种铁电和电极材料的开关动力学的系统研究解决了这一问题,目前耐久性已达到 101410^{14} 次循环。在此,我们研究了完全图形化的亚微米 Co/BiFeO3_3/Ca0.96_{0.96}Ce0.04_{0.04}MnO3_3 FTJs 的数据保持力和耐久性。我们报告了良好的可重复性和高电阻对比度,并将 FTJs 的最大报告耐久性提高了三个数量级(4×1064\times10^6 次循环)。我们的结果表明,此处的疲劳不受极化降低或漏电流增加的限制,而是受畴壁钉扎的限制。我们提出了更可靠地访问极端和中间电阻态的方向,并进一步加强了 FTJs 在非易失性存储器应用中的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.1289,
  title  = {High-performance ferroelectric memory based on fully patterned tunnel junctions},
  author = {S. Boyn and S. Girod and V. Garcia and S. Fusil and S. Xavier and C. Deranlot and H. Yamada and C. Carrétéro and E. Jacquet and M. Bibes and A. Barthélémy and J. Grollier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.1289},
  year   = {2014}
}