物質學院薛加民課題組與合作者在新型鐵電-反鐵電體系研究中取得進展

ON2024-03-06CATEGORY科研進展

近日,上??萍即髮W物質科學與技術學院薛加民課題組與華東師范大學和東南大學團隊合作,揭示了新型滑移鐵電與傳統鐵電的不同性質,展示了它在多值存儲方面的應用潛力,相關成果發表于《自然·通訊》(Nature Communications)。

鐵電的研究已有百年歷史。近年來低維鐵電體系蓬勃發展,為鐵電家族引入了新的成員。其中的二維鐵電絕緣體天然地適合制備成鐵電隧穿結,對其進行研究將推進相關基礎科學和應用技術的發展。薛加民課題組和合作者在前期工作的基礎上(Advanced Materials 34, 2203990 (2022)),制備了基于三個原子層厚的氮化硼鐵電器件,如圖一a所示。由于層間轉角,他們發現在器件中同時出現了面外鐵電和反鐵電的疇(圖一b)。

 

圖一:a 器件示意圖。b 兩套三角形鐵電疇重合,交錯形成鐵電和反鐵電區域。

 

通過利用導電原子力顯微鏡,他們精細測量了鐵電和反鐵電區域的隧穿曲線,發現了有趣的鐵電極化逐層反轉的特性。如圖二所示,研究者確定了極化翻轉的路徑,同時也實現了器件在三個或四個阻值之間的切換。


圖二:鐵電翻轉的不同路徑??v軸表示的是經過鐵電層的隧穿電流,橫軸表示的是鐵電層兩側的電壓。

 

上??萍即髮W研究生呂銘,華東師范大學研究生王九龍和東南大學研究生田明為本文共同一作。東南大學萬能,華東師范大學童文旖和上??萍即髮W薛加民為本文通訊作者。上科大為合作成果的第一完成單位。

文章標題:Multiresistance states in ferro- and antiferroelectric trilayer boron nitride

文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-44617- w