滑动铁电隧道结中的共振增强隧穿电致电阻
介观与纳米尺度物理
2026-03-31 v1
摘要
对存储缩放的不断增长的需求要求在原子厚度下仍保持可靠且能耗极低的开关机制。滑动铁电性为此挑战提供了一个有前景的平台：超润滑、原子级薄的范德华界面上自发产生的界面极化赋予了优异的抗疲劳性、超快开关和超低矫顽场。然而，滑动铁电体的本征极化较弱，限制了可用的信号窗口，因此需要新的物理机制将微小的极化变化转化为显著的电阻对比。在这里，我们通过引入动量守恒的共振隧穿来解决这一挑战，电极采用晶格对齐的石墨烯。由此产生的共振滑动铁电隧道结实现了高达 225.65% 的隧穿电致电阻（TER）比，显著超过传统滑动铁电隧道结。此外，该器件还提供了可调的 TER 比、多态可编程性、高电流密度、稳健的耐久性（变异系数 <0.69%）、快速开关（20 ns）、低开关能耗（310 fJ）和低读取电压（<0.2 V）。这些结果共同确立了滑动铁电性在连接存储技术性能与微型化之间的独特作用，并为下一代非易失性存储技术开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2603.28482,
title = {Resonant-enhanced tunneling electroresistance in sliding ferroelectric tunnel junctions},
author = {Ruixue Wang and Jiangang Chen and Er Pan and Wunan Wang and Zefen Li and Fan Yang and Hongmiao Zhou and Zhaoren Xie and Qing Liu and Xiao Luo and Junhao Chu and Wenwu Li and Fucai Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.28482},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 4 figures