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Ferroelectric resistive switching in metal/BaTiO 3 /oxide tunnel junctions
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Yamada, Hiroyuki |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | 「強誘電トンネル接合」(Ferroelectric Tunnel Junction ; FTJ)、すなわち強誘電体超薄膜を バリア層として用いたトンネル接合において、強誘電分極反転に伴い接合抵抗が大きく変化 する現象が発見され、近年、次世代不揮発メモリのデバイス原理として注目を集めている[1]。 この不揮発抵抗スイッチングは従来、トンネル障壁高さの分極依存性として説明されてきた [2]。しかし、素子特性が強誘電バリア層の厚さに対して顕著な依存性を示さないことから[3]、 その起源を理想的なトンネル伝導のみに帰することは困難と考えられる。 本研究では、メカニズム解明を目的に、金属(Coまたは Pt)/BaTiO3 [BTO、膜厚 3nm]/伝 導性酸化物(La0.6Sr0.4MnO3 [LSMO]または SrRuO3[SRO])を構成要素とする FTJ を作製し、原子 間力顕微鏡(AFM)を用いて、その I-V 特性および強誘電特性(PFM)の電極材料依存性を詳細に 評価した。なお上部電極である金属層は Photolighographyおよび Lift-off により形成した。 右図に、Co/BTO/LSMO および Co/BTO/SRO 接合の I-V 特性を示す。いずれも強誘電抵 抗スイッチングによるヒステリシスが観測された。 LSMO 接合では、ヒステリシスの方向が「逆8の字 型」であり、これは分極が下(上)向きの時に、高(低) 抵抗状態になることを意味している。一方、SRO 接 合のヒステリシスは「8の字型」で、分極方向と抵抗 状態の対応関係が反転している。光電子分光等による BTO 表面及び電極界面の評価から、両者の違いは、 LSMO と SRO の物理的性質の違いを反映したもので はなく、(1)抵抗スイッチングが上部金属電極と BTOの界面で生じていること、(2)その界面を特徴 づける BTO の表面状態が下部電極に依存しているこ とに起因している可能性を見出した。 【謝辞】 本研究の一部は科研費 24760557 および日 本学術振興会を通して、総合科学技術会議により制度 設計された最先端研究開発支援プログラムによって 助成を受けたものである。 【参考文献】 [1] Chanthbouala, Garcia, Yamada et al., Nature Mater 11, 860 (2012) ; Yamada, Garcia, Bibes et al., ACS Nano 7, 5385 (2013). [2] Zhuravlev, Tsymbal et al., PRL 94, 246802 (2005) [3]Yamada, Garcia, Bibes et al., unpublished result ; Kim, Gruverman et al., Nanolett. 12, 5697, (2012) -5 0 5 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2014s/19p-E8-10/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
