铁电隧道结中的原子插层效应开题报告

1. 研究目的与意义

在batio₃铁电隧道结靠近pt界面用al取代导致界面处的ti原子。使用密度泛函理论与非平衡格林函数（近似）相结合，我们将研究掺杂着带有极性的(alo₂)^-取代的pt/batio₃/pt的(tio₂)原子层铁电隧道结的结构pt/alo₂/batio₃/alo₂/pt，研究该隧道结的铁电性和电的输运性质。现有的文献报导如果用nb取代ti将产生一些异常的影响。比如说消失的铁电临界厚度和减少的隧道结电阻电流。

因为它们的功能性质，铁电材料在开发多功能电子设备中扮演重要的角色。比如，低功耗，读写速度快。最近，因为科学的好奇心和实际应用的前景，人们对铁电隧道结的兴趣开始增长。铁电隧道结是一个用金属材料作为电极，铁电薄膜作为势垒的电容器结构。众所周知在纳米尺度铁电材料的铁电和传输性能很大程度上取决于它的大小，表面等。铁电隧道结涉及大小，界面效应和电阻在一定情况下增大或者减小等。这些性质提供了发展以ftj为基础的纳米传感器，超高密度非易性随机存取存储器和其他新型功能器件的可能性。

铁电薄膜的厚度在铁电隧道结可以被减少，电致电阻效应和对铁电隧道结外加偏压的灵敏度增加了。已有的研究结果表明，电导率的增加和自发极化是可以在铁电隧道结中共存的。这对以铁电隧道结为基础功能的电子设备的应用是很重要的。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：本课题以典型的batio₃薄膜为势垒，以pt为电极的铁电隧道结为例，在势垒和电极之间插入原子层，研究插层对隧道结的势垒的铁电性的影响。该课题利用第一性原理的方法，计算上述铁电隧道结的电子结构，通过对材料中的自发极化以及电子态密度的分析，研究器件应用中的基础物理问题，期待能够找到有效的途径来有效提高器件的性能:

1.构造三种ftj原子结构，一种为理想的ftj原子结构，1种用al去取代靠近两边pt分界面的ti的对称ftj原子

结构，1种用al去取代一个靠近pt分界面的ti的非对称ftj原子结构。其中势垒厚度以钙钛矿原胞数

3. 研究的方法与步骤

文献研究法：根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题。

数学作图方法：用数学工具对研究对象进行一系列量的处理，从而作出正确的说明和判断，得到以图示形式表述的成果。

步骤：

一．调研铁电材料的性质以及铁电隧道结器件的结构和应用。

4. 参考文献

1.谢颖. abo3型钙钛矿的相变机理、表面稳定性和电子结构的理论研究.第一版.黑龙江:黑龙江大学出版社.2015.

2.周世勋.量子力学简明教程.第二版.北京:高等教育出版社.2009.

3.杨福家.原子物理学.第四版.北京:高等教育出版社.2007.

5. 计划与进度安排

1．2022.11.18 ～ 2022.2.21 学生网上选题，视学生选题情况作适当调整。选题结束，指导老师向学生下达任务，学生根据要求收集资料；

2．2022.2.22 ～ 2022.3.13毕业论文工作动员，组织指导老师和青年教师进行交流、培训，并写出开题报告；

3．2022.3.14 ～ 2022.4.15学生根据调研资料和指导老师要求进行论文框架搭建，并按开题报告撰写论文；