采用脈沖激光沉積技術(shù)在（001）取向的SrTiO₃（STO）單晶襯底上制備Bi_0.8Ba_0.2FeO₃（BBFO）/La_0.7Sr_0.3MnO₃（LSMO）異質(zhì)結(jié),并獲得Au/BBFO/LSMO器件。I-V測(cè)試表明,Au/BBFO/LSMO器件除有整流特性外,還表現(xiàn)出雙極性阻變效應(yīng)且電流的開(kāi)關(guān)比約為30�；赬射線光電子能譜的測(cè)試結(jié)果,Au/BBFO/LSMO器件所表現(xiàn)出的阻變行為可歸因于BBFO薄膜中的氧空位在電場(chǎng)作用下的遷移,氧空位的遷移可以改變Au/BBFO界面勢(shì)壘的高度和耗盡層的厚度。該結(jié)果有利于理解Au/BBFO/LSMO器件的阻變機(jī)制,使其在存儲(chǔ)器件和多功能異質(zhì)結(jié)中得到應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,30(03)

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【部分圖文】：

(001）取向STO單晶襯底上制備BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)的XRD圖譜

室溫下測(cè)得的Au/BBFO/LSMO(001）異質(zhì)結(jié)器件的I-V曲線如圖2所示。由圖2可知，規(guī)定正向偏置為Au頂電極接電源正極，Au底電極接電源負(fù)極，即器件中電流的正方向?yàn)閺腂BFO層流向LSMO層；圖2中的數(shù)字和箭頭表示電壓的掃描順序?yàn)椋? V→+2 V→0 V→-2 V→0 V;Au/BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)器件表現(xiàn)出明顯的整流特性，這可歸因于器件中電極的不對(duì)稱(chēng)性。此外，在負(fù)向偏置下，I-V曲線表現(xiàn)出明顯的滯后現(xiàn)象，表明器件中發(fā)生了阻變效應(yīng)。當(dāng)電壓為-1.25 V時(shí)，高、低阻態(tài)的電阻比約為30。Chen等[9]在Pt/BFO/LSMO異質(zhì)結(jié)中也觀察到了類(lèi)似的現(xiàn)象，但其高、低阻態(tài)的電阻比僅為10。為了闡明阻變效應(yīng)的物理機(jī)制，對(duì)Au/BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)器件的導(dǎo)電機(jī)制進(jìn)行研究。本文采用2種導(dǎo)電機(jī)制對(duì)I-V曲線進(jìn)行擬合分析，分別為Schottky發(fā)射機(jī)制（SE）和Fowler-Nordheim隧穿機(jī)制（FN），描述這2種導(dǎo)電機(jī)制的方程為[10-11]

根據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，BFO薄膜的折射率n為2.5[12]，可得BBFO薄膜介電常數(shù)的期望值：K=n2=6.25。在0 V→-2 V過(guò)程中Au/BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)I-V曲線的SE機(jī)制擬合結(jié)果如圖3所示。由擬合所得的斜率計(jì)算出的BBFO薄膜的介電常數(shù)約為6.05，與期望值非常接近。因此，在負(fù)向偏壓下，當(dāng)電壓比較低時(shí)Au/BBFO/LSMO器件表現(xiàn)出SE導(dǎo)電機(jī)制。但是，在更高的電壓下，I-V曲線不符合SE導(dǎo)電機(jī)制。進(jìn)一步采用FN隧穿導(dǎo)電機(jī)制對(duì)0 V→-2 V的I-V曲線進(jìn)行擬合，在0 V→-2 V過(guò)程中Au/BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)I-V曲線的FN擬合結(jié)果如圖4所示。從圖4擬合結(jié)果可知，在負(fù)向偏壓下，當(dāng)電壓達(dá)到一定值后Au/BBFO/LSMO器件表現(xiàn)出FN隧穿導(dǎo)電機(jī)制。圖4 在0 V→-2 V過(guò)程中Au/BBFO/LSMO異質(zhì)結(jié)I-V曲線的FN擬合結(jié)果


本文編號(hào)：2979533