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)且電流的開關(guān)比約為30。基于X射線光電子能譜的測試結(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作用下的遷移,氧空位的遷移可以改變Au/BBFO界面勢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,使其在存儲器件和多功能異質(zhì)結(jié)中得到應(yīng)用。 

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

【文章頁數(shù)】：5 頁

【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為從BBFO層流向LSMO層；圖2中的數(shù)字和箭頭表示電壓的掃描順序為：0 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稱性。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，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0 V→-2 V的I-V曲線進(jìn)行擬合，在0 V→-2 V過程中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：2979533