聚焦下一代信息存储技术 中国科学家研究铁电隧道结存储器获新进展

　　 中新网 北京3月15日电 (记者 孙自法)记者3月15日从中国科学院金属研究所获悉，该所沈阳材料科学国家研究中心胡卫进研究员与同事等合作，聚焦下一代信息存储技术——铁电隧道结存储器开展研究，提出新策略、取得新进展。

　　在此次最新完成的研究中，研究团队提出利用缓冲层定量调控薄膜应变，延迟铁电薄膜晶格弛豫从而增强铁电极化强度的策略，成功揭示极化强度同铁电隧道结存储器隧穿电阻之间的关联，并实现巨大隧穿电致电阻(或器件开关比)。相关研究成果论文以“外延应变调控铁电极化强度实现巨大隧穿电致电阻效应”为题，近日在国际专业学术期刊《美国化学学会-纳米》(ACS Nano)上发表。

　　据论文共同通讯作者胡卫进研究员介绍，铁电隧道结具有简洁的金属-超薄铁电-金属叠层器件结构，它利用铁电极化翻转调控量子隧穿效应获得不同的电阻态，实现数据存储功能，具有高速读写、低功耗和高存储容量等优点，属于下一代信息存储技术。隧穿电致电阻是隧道结的关键性能指标，它与界面电荷屏蔽效应、铁电极化强度等密切相关。目前一般通过多样化的电极工程调制电荷屏蔽效应，实现隧穿电致电阻的提升，但铁电层的电极化强度如何定量影响隧穿电致电阻，此前尚无实验验证。

　　在本项针对性研究过程中，研究团队以铝酸盐/镧锶锰氧/钛酸钡磁电异质结构为模型体系，利用激光分子束外延技术实现了多层膜的原子级逐层生长和隧道结器件的制备。研究发现，铝酸盐缓冲层厚度可连续调控钛酸钡单晶薄膜的面内应变，从而线性增强铁电极化强度。

　　基于此，研究团队得以在-2.1%的压应变下，在钛酸钡/镧锶锰氧界面获得80微库每平方厘米的铁电极化强度，打破该体系的最高值记录。

　　胡卫进表示，得益于这一巨大铁电极化强度，在铁电隧道结中实现了10万倍的巨大隧穿电致电阻，是无缓冲层铁电隧道结的100倍，这项新进展也为后续进一步研究相关铁电存储器件奠定重要基础。(完)