具有巨大隧穿电致电阻比率的纳米管铁电隧道结
材料科学
2023-07-14 v1
摘要
低维铁电隧道结因其在器件微型化方面的固有优势，对实现纳米级非易失性存储器件颇具吸引力。那些基于电流机制的结仍存在隧穿电致电阻（TER）效应低和异质结构复杂等限制。在此，我们引入一种全新的 TER 机制，以铁电纳米管作为隧穿区构建纳米管铁电隧道结。当将铁电单层卷成纳米管时，由于其本征铁电极化与弯曲诱导的挠曲电极化共存，依据辐射极化态会发生金属-绝缘体转变。对于原始单层，其面外极化可由面内电场调控，因此铁电纳米管的导电态可通过轴向电场在金属性与绝缘性之间切换。以 {\alpha}-In2Se3 为例，我们的第一性原理密度泛函理论计算与非平衡格林函数形式证实了该 TER 机制的可行性，并表明所提出的纳米管铁电隧道结具有超过 9.9*10^10% 的超高 TER 比率。我们的发现为具有优异开关性能的高密度铁电微电子器件提供了一种基于简单同质结构的颇有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2307.06515,
title = {Nanotube ferroelectric tunnel junctions with giant tunneling electroresistance ratio},
author = {Jiu-Long Wang and Yi-Feng Zhao and Wen Xu and Jun-Ding Zheng and Ya-Ping Shao and Wen-Yi Tong and Chun-Gang Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06515},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 5 figures