铁电与多铁隧道结进展_方跃文解释.pdfVIP

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第33卷 第6期 物 理 学 进 展 Vol.33 No.6 2013年12月 PROGRESS IN PHYSICS Dec. 2013 铁铁铁电电电与与与多多多铁铁铁隧隧隧道道道结结结研研研究究究进进进展展展 方跃文,高永超,龚士静,段纯刚* 华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室,上海200241 摘摘摘要要要: 将铁电性或多铁性与量子隧穿效应结合,可以形成铁电或多铁隧道结等新型信息功能器 件,它们在能耗、效率和处理速度上具有显著优势。本文回顾了铁电与多铁隧道结的研究历史,从 理论和实验两方面重点介绍了铁电隧道结概念的起源、纳米铁电性的实现、铁电体中的载流子传 导机制、巨电致电阻效应的起源、多铁性在隧道结上的应用等,同时结合铁电和多铁隧道结的最 新研究进展对它们的发展前景作出了展望。 关关关键键键词词词: 量子隧穿;铁电性;多铁性;隧道结 中中中图图图分分分类类类号号号:::O48 文文文献献献标标标识识识码码码:::A 目 录 参考文献 408 I. 引言 382 II. 纳米尺度铁电性 384 I. 引言 A. 退极化场和软模理论对纳米铁电性的限制 385 B. 理论和实验的突破 385 隧道效应是一种典型的量子力学现象,它描述的 C. 界面效应和纳米铁电性 386 是微观粒子,例如电子或质子,有可能穿越高于该粒 铁电隧道结 III. 387 子能量的势垒的物理现象[1]。 这种效应不仅具有深刻 A. 铁电隧道结中的载流子传导机制 387 B. 铁电极化与隧穿效应 390 的物理内涵,比方说,它体现了微观粒子的波粒二象 C. 电致电阻效应的理论基础 392 性,同时也在现代科技中得到了广泛应用:超导体/绝 D. 巨电致电阻效应的实验进展 396 缘体/超导体中的隧穿导致约瑟夫森效应[2],被用来制 IV. 多铁隧道结 398 备超导量子干涉仪 (SQUID) 和超导量子比特等;而 A. 复合型多铁体 398 磁性和隧道效应的联姻则产生了隧道磁电阻 (tunnel B. 多铁隧道结 399 magnetoresistance,TMR) 效应[3],现在被广泛应用于 V. 必威体育精装版研究动态 401 硬盘驱动器和磁阻随机存取存储器 (MRAM) 中。 A. 內稟非对称铁电性研究

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