电场调控Pt/Co∶ZnO/Nb∶SrTiO_3异质结阻变与磁性研究

利用脉冲激光沉积法在0.7%Nb∶SrTiO_3衬底上制备了Co∶ZnO薄膜,并构建了Pt/Co∶ZnO/Nb∶SrTiO_3异质结器件。该器件表现出典型的双极性阻变效应,在正、负向电压作用下,器件电阻可以在低阻态和高阻态之间变换,电阻变换比值可达到104,阻态具有一定的保持性与耐久性,同时Co∶ZnO薄膜的饱和磁化强度会产生与阻变相关联的可逆调控。结合ZnO薄膜阻变与磁性调控结果发现,氧空位在Co∶ZnO/Nb∶SrTiO_3异质结的阻变及磁性调控中具有重要作用,并采用氧空位产生与湮灭结合载流子注入-束缚/解束缚模型解释阻变与磁性调控。

磁场增强Nb∶SrTiO_3/ZnO异质结的整流特性

采用磁控溅射法外延生长(100)Nb∶SrTiO_3/(110)ZnO异质结。施加磁场前、后均观测到典型的整流特性,但施加磁场后的整流效应显著增强。通过高频和低频时的电容,得到施加磁场导致界面态密度从3.8×10^(12)eV^(-1) cm^(-2)增加到8.2×10^(12)eV^(-1)cm^(-2)。此外,在-1~1T范围内Nb∶SrTiO_3/ZnO异质结呈现出了抗磁背景下的强铁磁特性。因此磁场致整流效应增强可归结为界面态密度的增加。

Pt/NiO/Nb:SrTiO3异质结的阻变、光响应及磁性

利用脉冲激光沉积法在Nb:SrTiO3(NSTO)单晶衬底上制备了NiO薄膜并构筑了Pt/NiO/NSTO异质结器件。该器件表现出典型的双极性阻变行为,具有多级电阻变换特性和优异的保持与翻转性能。在光照作用下,器件高阻态(high resistance state,HRS)的电阻值减小到暗场下电阻值的约1/100,而低阻态(low resistance state,LRS)的阻值无明显变化。对器件磁性的研究表明,LRS下的饱和磁化强度明显高于初始态(initial state,IS)和HRS下的饱和磁化强度。这些结果归因于NiO/NSTO界面的电子注入束缚/解束缚和氧空位迁移。该器件在非易失性多级存储、光敏、磁电等多功能器件中有潜在的应用价值。