铁电隧道结中隧穿电阻的理论方法

本文提出了一种理论方法，包含用于电子输运的非平衡格林函数方法和用于电极化动力学的 Landau-Khalatnikov 方程，以描述铁电隧道结中依赖于极化的隧穿电阻（TER）。使用合适的接触、界面和铁电参数，所提出的方法能够很好地描述无机（Co/BaTiO$_{3}$/La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$）和有机（Au/PVDF/W）铁电隧道结中测量到的电流-电压特性曲线。此外，在该理论框架下，通过使用有效接触比（定义为通过金属/铁电界面处的有效屏蔽长度和介电响应）考虑界面终端效应，解决了不同实验组在 Co/BaTiO$_{3}$/La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$ 系统中观察到的相反 TER 符号的争议。最后，我们将该方法推广至研究铁电隧道忆阻器中 Co/BaTiO$_{3}$ 界面处 CoO$_{x}$ 缓冲层的作用。结果表明，为了获得显著的忆阻器行为，不仅界面氧空位会随外加偏压变化，CoO$_{x}$ 层的厚度也可能随之变化。