Au/Bi 0.8 Ba 0.2 FeO 3 /La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 异质结的阻变效应研究

发布时间：2021-01-15 21:19

　　采用脉冲激光沉积技术在（001）取向的SrTiO₃（STO）单晶衬底上制备Bi_0.8Ba_0.2FeO₃（BBFO）/La_0.7Sr_0.3MnO₃（LSMO）异质结,并获得Au/BBFO/LSMO器件。I-V测试表明,Au/BBFO/LSMO器件除有整流特性外,还表现出双极性阻变效应且电流的开关比约为30。基于X射线光电子能谱的测试结果,Au/BBFO/LSMO器件所表现出的阻变行为可归因于BBFO薄膜中的氧空位在电场作用下的迁移,氧空位的迁移可以改变Au/BBFO界面势垒的高度和耗尽层的厚度。该结果有利于理解Au/BBFO/LSMO器件的阻变机制,使其在存储器件和多功能异质结中得到应用。 

【文章来源】：天津职业技术师范大学学报. 2020,30(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

(001）取向STO单晶衬底上制备BBFO/LSMO异质结的XRD图谱

室温下测得的Au/BBFO/LSMO(001）异质结器件的I-V曲线如图2所示。由图2可知，规定正向偏置为Au顶电极接电源正极，Au底电极接电源负极，即器件中电流的正方向为从BBFO层流向LSMO层；图2中的数字和箭头表示电压的扫描顺序为：0 V→+2 V→0 V→-2 V→0 V;Au/BBFO/LSMO异质结器件表现出明显的整流特性，这可归因于器件中电极的不对称性。此外，在负向偏置下，I-V曲线表现出明显的滞后现象，表明器件中发生了阻变效应。当电压为-1.25 V时，高、低阻态的电阻比约为30。Chen等[9]在Pt/BFO/LSMO异质结中也观察到了类似的现象，但其高、低阻态的电阻比仅为10。为了阐明阻变效应的物理机制，对Au/BBFO/LSMO异质结器件的导电机制进行研究。本文采用2种导电机制对I-V曲线进行拟合分析，分别为Schottky发射机制（SE）和Fowler-Nordheim隧穿机制（FN），描述这2种导电机制的方程为[10-11]

根据已有文献报道，BFO薄膜的折射率n为2.5[12]，可得BBFO薄膜介电常数的期望值：K=n2=6.25。在0 V→-2 V过程中Au/BBFO/LSMO异质结I-V曲线的SE机制拟合结果如图3所示。由拟合所得的斜率计算出的BBFO薄膜的介电常数约为6.05，与期望值非常接近。因此，在负向偏压下，当电压比较低时Au/BBFO/LSMO器件表现出SE导电机制。但是，在更高的电压下，I-V曲线不符合SE导电机制。进一步采用FN隧穿导电机制对0 V→-2 V的I-V曲线进行拟合，在0 V→-2 V过程中Au/BBFO/LSMO异质结I-V曲线的FN拟合结果如图4所示。从图4拟合结果可知，在负向偏压下，当电压达到一定值后Au/BBFO/LSMO器件表现出FN隧穿导电机制。图4 在0 V→-2 V过程中Au/BBFO/LSMO异质结I-V曲线的FN拟合结果


本文编号：2979533