来源：x-mol
近日，上海交通大学密西根学院杨睿氧化铋肖特基结铁电隧道结作为双端阻变器件，因其较小的尺寸、较好的可重复性和较低的读写能耗，有望成为下一代高可靠性、低功耗的非易失性存储和存内计算器件。其主要通过调控铁电层的极化，从而影响电子隧穿通过的平均势垒来改变隧穿电阻。通常来说，铁电隧道结的高开关比有利于降低功耗并提高器件和阵列的稳定性。然而，当铁电层厚度接近原子尺度时，由于铁电结构的不稳定性和较大的去极化场，保持较高的隧穿电阻开关比具有非常大的挑战。
通过利用钐掺杂的氧化铋（bi1.8sm0.2o3, bso）薄膜在原子厚度保持较强且稳定的极化，提出了au/cr/bso/nsto（掺铌的钛酸锶）的金属/铁电层/半导体结构铁电隧道结。利用铁电极化耗尽层此种基于bso的铁电隧道结可以进一步支持多值存储和线性的电导调制。通过改变复位截止电压，在单个铁电隧道结中实现32个不同的电阻状态（5位数据存储），且阻值和编写电压在不同器件和不同编写周期间具有很好的一致性（图2）。此外，该器件可实现大于50亿个编写周期，从而有望支持在线训练，并且数据保持时间超过10年（图3）。因此，该器件在高可靠、高性能、低功耗的非易失性存储器、存内计算和类脑计算等应用中具有广阔的应用前景。