[实用新型]铁电/铁磁超晶格结构及其存储器件

说明书

技术领域

本实用新型属于铁电存储技术领域，提供了一种新型的具有强磁电耦合效应的铁电/铁磁超晶格结构。 

背景技术

铁电存储器是近10余年研究出的一种体积小、存取速度快、寿命长、功耗低的新型存储器，有极好的应用背景。随着IT技术的不断发展，对于非易失性存储器的需求越来越大，读写速度要求越来越快，功耗要求越来越小。铁电存储器能兼容RAM的一切功能，并且和ROM技术一样，是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型问搭起了一座跨越沟壑的桥梁——一种非易失性的RAM。同传统的非易失性存储器相比，铁电存储器具有功耗小、读写速度快、抗辐照能力强等优点，对于满足未来存储器件的实际需求具有重要的意义。 

多铁性材料（mutliferroics）指同时具有铁电性、铁磁性和铁弹性中两者或两者以上性能的新型多功能材料，具有铁磁性和铁电性以及两种性所产生的磁电耦合效应，提供了同时利用电极化和磁化来编码储存信息的可能性，从而可以制备出磁记录读取速度快、铁电记录写入快的超高速率读写过程的新型磁存储介质[G.A.Prinz,et al,Science,282:1660-1661(1998)；S.A.Wolf,et al,Science,294:1488-1490(2001)；S.W.Cheong,et al,Nat.Mater.,6:13-20(2007)；Y.Tokura,et al,J Magn.Magn.Mater,310:1145-1150(2007)；W.Eerenstein,et al,Nature,422:759-765(2006)]。近年来，随着人们对器件小型化、灵敏度和多功能性的要求的提高，迫切需要研发一种新材料或者新的结构，以实现人们的迫切要求。目前，人们已经对磁电耦合效应进行了大量的研究，研究发现多铁材料在外电场和磁场的调控下可以分别进行单独的电调控（主要是调节极化方向），磁调控（主要是调节磁化方向），和磁电互调控。目前， 电场对磁矩方向的调控[V.Lankhim,et al,Phys.Rev.Lett,97:227201(2006)]以及利用磁电阻效应制备了多铁性的磁记录读头[V.Marian,et al.J.Phys.D:Appl.Phys.,40:5027-503(2007)]已经实现。这些研究成果印证了磁电互控非易失存储器件的可行性。上述的多铁性材料有ABO₃型单相多铁性材料和铁电-铁磁复合体系材料：BiFeO₃、GaFeO₃、BiCrO₃、TbMnO₃、Bi₂FeCrO₆、BiMnO₃、HoMn₂O₅、YMn₂O₅、RMn₂O₅（R=Ho、Yb、Sc、Y、Ga、Dy或Er）、RMnO₃（R=Ho、Yb、Sc、Y、Ga、Dy或Er）等单相多铁材料；以及上述几种材料的掺杂衍生物和固溶衍生物。