室温外偏压下复合势垒铁电隧道结的参数化有限元模拟
介观与纳米尺度物理
2022-07-20 v1
摘要
本文采用基于有限元（FEM）的模拟，研究了在外加偏置电压及室温下复合势垒 FTJ（三界面体系，含非极性介电层）的参数化模型。该方法采用 Thomas-Fermi 模型并假设极化电荷屏蔽不完全以构建势垒轮廓，并利用 Tsu-Esaki 公式通过偏压依赖的隧穿数值模拟电子穿越势垒的输运，这自然包含了温度对总电流密度的贡献。考虑描述复合势垒 FTJ 体系的大参数集相对于参考（原型）体系在真实物理取值范围内的变化，计算了 TER 系数与电流密度。本研究中，参数化模拟始于所报道的 SRO/STO/BTO/SRO 异质结构的选定数据。我们工作的最重要结果可表述如下：i) 当关注接近 300 K 温度下 FTJ 特性的预测时，FEM 模拟被证明是可靠的方法；ii) 我们表明可预测出若干具有大 TER 值的构型，但代价是 ON 态电流密度极低。我们认为这些结果有助于评估环境温度下 FTJ 的性能，以及通过使用不同材料组合来设计预优化 FTJ 以满足特定模型的一组性质。
引用
@article{arxiv.2207.09215,
title = {Parametric FEM simulation of composite barrier FTJs under external bias at room temperature},
author = {C. Tibeica and T. Sandu and O. Nedelcu and R. Plugaru and N. Plugaru},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09215},
year = {2022}
}