异质节电池股票_垂直面外极化二维铁电隧道结研究取得进展
最近，中国科学院合肥材料科学研究所固体物理研究所研究员郑小红在二维铁电隧道结的量子输运研究方面取得了新的进展。用密度泛函理论+NEGF方法计算了石墨烯/铟238%的电阻率相关结果发表在物理评论B上，标题为“二维铁电性”
铁电隧穿结使用铁电材料作为中心隧穿势垒，金属或半导体作为电极。由于其在非易失性存储器件中的潜在应用，已经在实验和理论上对其进行了广泛的研究。隧道电阻比是表征FTJs数据存储性能的一个非常重要的参数到目前为止，已经有很多关于如何设计高性能、大传输速率的FTJs的研究。然而，大部分注意力仍然集中在使用三维(3D)铁电材料膜作为隧道势垒的3D FTJs上众所周知，用于观察自发极化的3D铁电材料的临界厚度由于表面上的电荷积累而受到限制，这与器件小型化的要求相矛盾。因此，如何降低铁电薄膜的临界厚度是进一步发展高性能铁电薄膜的关键问题。近年来，铁电材料的一个新的研究方向是二维(2D)铁电材料的研究，这为构造具有原子厚度的器件提供了天然的良好选择如果2D铁电材料可以用来构造高性能的大热电比铁电薄膜，将会大大减小铁电薄膜器件的尺寸事实上，近年来2D铁电材料在FTJs中的应用引起了研究者的广泛关注。
为此，郑小红的研究小组基于2D铁电材料的两个面具有不同的面外极化功函数的特性，设计了具有范德瓦耳斯垂直异质结构(石墨烯/In23)的2D铁电陶瓷。根据密度泛函理论和非平衡格林函数方法，1×10823层的两个表面的功函数相差很大(约2.396 eV)，石墨烯的功函数接近其中一个表面的功函数。因此，当石墨烯与它的不同表面接触时，石墨烯将表现出两种不同的导电和不导电状态。相关研究表明，对于具有面外铁电极化的2D铁电材料，只考虑功函数就可以方便地设计出高性能的2D铁电薄膜晶体管。同时，也表明二维铁电材料，尤其是具有面外极化的铁电材料，在构建二维铁电隧道结、实现巨电阻效应和铁电存储方面具有重要的应用潜力。此项工作由国家自然科学基金资助，所有计算均在中国科学院超级计算中心合肥分中心完成。
图2。(a)两个铁电极化方向下的电流-电压曲线，用低偏压下的电阻比表示；(b)铁电极化方向向上时的能带结构；(c)铁电极化方向向下时的能带结构
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