中新網北京3月15日電 (記者 孫自法)記者3月15日從中國科學院金屬研究所獲悉，該所沈陽材料科學國家研究中心胡衛進研究員與同事等合作，聚焦下一代資訊儲存技術——鐵電隧道結記憶體開展研究，提出新策略、取得新進展。
在此次最新完成的研究中，研究團隊提出利用緩沖層定量調控薄膜應變，延遲鐵電薄膜晶格弛豫從而增強鐵電極化強度的策略，成功揭示極化強度同鐵電隧道結記憶體穿隧電阻之間的關聯，並實作巨大穿隧電致電阻(或器件開關比)。相關研究成果論文以「外延應變調控鐵電極化強度實作巨大穿隧電致電阻效應」為題，近日在國際專業學術期刊【美國化學學會-納米】(ACS Nano)上發表。
緩沖層應變增強的穿隧電致電阻效應。中國科學院金屬研究所/供圖
據論文共同通訊作者胡衛進研究員介紹，鐵電隧道結具有簡潔的金屬-超薄鐵電-金屬疊層器件結構，它利用鐵電極化翻轉調控量子穿隧效應獲得不同的電阻態，實作數據儲存功能，具有高速讀寫、低功耗和高儲存容量等優點，屬於下一代資訊儲存技術。穿隧電致電阻是隧道結的關鍵效能指標，它與界面電荷遮蔽效應、鐵電極化強度等密切相關。目前一般透過多樣化的電極工程調制電荷遮蔽效應，實作穿隧電致電阻的提升，但鐵電層的電極化強度如何定量影響穿隧電致電阻，此前尚無實驗驗證。
在本項針對性研究過程中，研究團隊以鋁酸鹽/鑭鍶錳氧/鈦酸鋇磁電異質結構為模型體系，利用激光分子束外延技術實作了多層膜的原子級逐層生長和隧道結器件的制備。研究發現，鋁酸鹽緩沖層厚度可連續調控鈦酸鋇單晶薄膜的面內應變，從而線性增強鐵電極化強度。
基於此，研究團隊得以在-2.1%的壓應變下，在鈦酸鋇/鑭鍶錳氧界面獲得80微庫每平方厘米的鐵電極化強度，打破該體系的最高值記錄。
胡衛進表示，得益於這一巨大鐵電極化強度，在鐵電隧道結中實作了10萬倍的巨大穿隧電致電阻，是無緩沖層鐵電隧道結的100倍，這項新進展也為後續進一步研究相關鐵電記憶體件奠定重要基礎。(完)
