【摘 要】
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SrTiO3 具有优良的介电特性,并且在一定的外作用下(如掺杂、应力等)呈现出铁电性.对其铁电和电学特性的调控将会在下一代氧化物电子学器件中具有广阔的应用前景.我们在Si 衬底上外延了具有不同阳离子配比的SrTiO3 薄膜.利用压电力显微镜对样品进行的铁电研究发现,缺Sr 的SrTiO3 薄膜呈现出良好的铁电性.扫描透射电子显微镜的结果表明,缺Sr 薄膜中富余的Ti 在元胞中填隙,与Sr 空位一起
【机 构】
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中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家实验室,100190
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SrTiO3 具有优良的介电特性,并且在一定的外作用下(如掺杂、应力等)呈现出铁电性.对其铁电和电学特性的调控将会在下一代氧化物电子学器件中具有广阔的应用前景.我们在Si 衬底上外延了具有不同阳离子配比的SrTiO3 薄膜.利用压电力显微镜对样品进行的铁电研究发现,缺Sr 的SrTiO3 薄膜呈现出良好的铁电性.扫描透射电子显微镜的结果表明,缺Sr 薄膜中富余的Ti 在元胞中填隙,与Sr 空位一起形成了偏离元胞中心的反位缺陷.Sr 空位和填隙Ti 形成了电偶极矩,电偶极矩的大量有序排列使SrTiO3 薄膜呈现出铁电性.并且,随着阳离子化学配比的变化(Ti 浓度的上升),薄膜中的反位缺陷浓度上升.因此通过调节阳离子浓度可以控制反位缺陷的浓度,从而实现对SrTiO3 铁电矫顽场的有效调控.进一步地,我们在铁电衬底PMN-PT 上外延了[(SrTiO3)3/(LaTiO3)2]3 超晶格,利用铁电衬底的铁电极化调控超晶格界面的电输运性质.初步研究发现,[(SrTiO3)3/(LaTiO3)2]3 超晶格界面的电阻会随着衬底的铁电极化而产生类似于铁电回线的阻变效应,并且电阻的变化率可达20%~25%,这为氧化物阻变存储器的设计提供了一种新思路.
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