记者从中国科学院金属研究所获悉，该所沈阳材料科学国家研究中心胡卫进研究员与合作者，提出利用缓冲层定量调控薄膜应变，延迟铁电薄膜晶格弛豫从而增强铁电极化强度的策略，成功揭示极化强度同铁电隧道结存储器隧穿电阻之间的关联，并实现巨大器件开关比。相关研究成果以“外延应变调控铁电极化强度实现巨大隧穿电致电阻效应”为题，发表于国际杂志《美国化学学会·纳米》上。
铁电隧道结具有简洁的金属-超薄铁电-金属叠层器件结构，它利用铁电极化翻转调控量子隧穿效应获得不同的电阻态，实现数据存储功能。具有高速读写、低功耗和高存储容量等优点，属于下一代信息存储技术。隧穿电致电阻是隧道结的关键性能指标，它与界面电荷屏蔽效应、铁电极化强度等密切相关。目前，一般通过多样化的电极工程调制电荷屏蔽效应，实现隧穿电致电阻的提升。但铁电层的电极化强度如何定量影响隧穿电致电阻，迄今尚无实验验证。
研究人员以Sr3Al2O6/La0.67Sr0.33MnO3/BaTiO3为模型体系，利用激光分子束外延技术实现了多层膜的原子级逐层生长和隧道结器件的制备。研究发现，Sr3Al2O6缓冲层厚度可连续调控BaTiO3单晶薄膜的面内应变，从而线性增强铁电极化强度。基于此，研究人员得以在-2.1%的压应变下，在BaTiO3/La0.67Sr0.33MnO3界面获得80μC/cm2的铁电极化强度，打破已报道的最高值纪录。
