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Giant tunneling electroresistance in sliding ferroelectrics
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Giant tunneling electroresistance in sliding ferroelectrics 滑动铁电体中的巨隧穿电致电阻 ▲ 作者：Giant tunneling electroresistance in sliding ferroelectrics ▲链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeh3697 ▲摘要： 非易失性存储器应能在消耗极少能量的同时可靠地存储信息。铁电隧道结提供了紧凑的读出方式，但传统的离子位移铁电体会疲劳，而二维滑动铁电体虽然稳健，却在两端器件中产生较弱的读出信号。 研究者设计了一种范德华结，使用菱方相二硫化钼、六方氮化硼、单层石墨烯和铬。该架构将微小的滑动极化转化为对隧穿势垒高度和载流子浓度的协同调制。 这些器件表现出超过1000万的隧穿电致电阻，在0.5伏下高电导态电流密度为222安培每平方厘米，耐久性超过1000亿次循环，同时以13纳秒脉冲进行开关，估算能量为6.5飞焦，为紧凑型低功耗存储器提供了一条途径。 ▲ Abstract： Nonvolatile memories should store information reliably while consuming little energy. Ferroelectric tunnel junctions offer compact readout, but conventional ionic displacement ferroelectrics can fatigue, and two-dimensional sliding ferroelectrics are robust but generate weak readout in two terminal devices. We engineered a van der Waals junction using rhombohedral molybdenum disulfide, hexagonal boron nitride, monolayer graphene, and chromium. This architecture converts small sliding polarization into synergistic modulation of tunneling barrier height and carrier concentration. The devices showed tunneling electroresistance above 10 million, a high conductance state current density of 222 amperes per square centimeter at 0.5 volts, and an endurance beyond 100 billion cycles while switching with 13-nanosecond pulses at an estimated energy of 6.5 femtojoules, offering a route to compact low-power memory. |
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