铁电铁磁异质结和超晶格薄膜的生长及磁电耦合研究

项目名称： 铁电铁磁异质结和超晶格薄膜的生长及磁电耦合研究

项目编号： No.10874226

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 化学工业

项目作者： 王灿

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 45万元

中文摘要： 用激光分子束外延方法，成功地生长了BFO,PZT,BTO等铁电材料与LSMO,SRO等导电磁性材料的外延异质薄膜，同时生长了多层结构异质外延膜和垂直方向生长的氧化物异质外延薄膜。我们获得了具有优异铁电特性的氧化物铁电薄膜，研究了相关异质薄膜的结构和电、磁、光等物性，以及这些特性与膜厚和应变的关系等。重点研究了BFO薄膜的与铁电反转相关的导电特性,首次在BFO外延薄膜中观察到了受铁电极化控制的可反转二极管特性和相应的电致电阻效应。分析了BFO外延薄膜与氧缺位相关的半导体特性，提出了受铁电极化调制的肖特基势垒模型，阐述了相关物理现象的产生和机制。该研究结果为设计和开发新型高密度铁电电阻存储器提供了材料和物理基础。

中文关键词： 铁电;铁磁;外延异质结;极化反转;铁电电致电阻

英文摘要： We have successfully grown epiatxial thin-film heterostructures with ferroelectric BFO, PZT, BTO and conductive magnetic LSMO,SRO by using laser MBE, and also some multilayer heterstructures and vertical heterostructures. We got high-performance ferroelectric thin films and investigated their microstructure，ferroelectric and magnetic properties, and the relation between these properties and their thickness and strain. Finally, we focused on the study of the polarization-modulated conducton behavior of the BFO thin films, and observed switchable diode effect and ferroelectric resistive switching in the BFO thin films. By analyzing the semiconducting behavior of BFO thin films related with oxygen vacancies, we proposed a model that the Shottky barriers can be tunable by polairzation switching to elucidate the origin and the physial mechnism of the behavior. These results are the foudation of the materials and phyiscs for the designing and exploiture of novel logic device and high density ferro-resistive memory.

英文关键词： ferroelectric; ferromagnet; epitaxial heterostructure; polarization switching; ferroelectric resistive siwtching