钌酸锶和铂电极的屏蔽效应比较开题报告

1. 研究目的与意义

目前纳米铁电材料和器件的研究非常活跃, 如何提高铁电隧道结的电致电阻效应一直是人们关心的热点， 因为它具有写速度快,能耗低等优点，所以铁电隧道结将可以成为未来很好的存储器件。

本课题主要研究不同材料对铁电势垒的极化的屏蔽作用,为器件的实际应用(主要是电极的选择)提供理论依据。

2. 研究内容和预期目标

本课题试图通过比较不同电极的选择, 对势垒的铁电性质的影响, 来研究电极对隧道结性能的影响,我们会选择两种电极, 一种是元素金属电极, 如Pt, 另一种选择氧化物金属, 如SrRuO₃, 通过第一性原理计算, 分析界面处的原子结构和电子结构, 并计算势垒的自发极化, 综合考虑界面的离子屏蔽和电子屏蔽, 即对铁电势垒的极化的屏蔽作用,为器件的实际应用(主要是电极的选择)提供理论依据。

3. 研究的方法与步骤

以SrRuTiO₃/BaTiO₃/SrRuO₃和Pt//BaTiO₃/Pt铁电隧道结为原型，对这两种异质结进行结构弛豫，画出各层的电子态密度分布, 对相关计算结果进行仔细分析。方法是利VASP软件对系统进行模拟，并对数值计算结果，包括电子态密度，能带，材料的极化等结果进行分析和可视化。阅读外文文献，并熟悉Linux操作系统。学会安装FORTRAN计算软件，ORIGIN画图等软件。最后根据计算结果得出结论，即这两种电极对隧道结的势垒层的铁电性的影响的差异以及相关物理机制进行分析和阐述，对通过第一性计算的方法来研究材料或者异质结的物理性能有个基本的认识。

4. 参考文献

1 yin-zhongwu, hai-shuang lu, tian-yi cai, and sheng ju, interface control offerroelectricity in lanio3-batio3 superlattices [j], aip advances 4, 087109 (2014); doi: 10.1063/1.4892610

2 m. ye. zhuravlev, r. f. sabirianov, s. s. jaswal, and e. y.tsymbal, giant electroresistance in ferroelectric tunnel junctions[j], prl 94, 246802(2005).

5. 计划与进度安排

(1) 2022.12.6 — 2022.2.20根据指导老师要求收集资料

(3) 2022.3.13 — 2022.5.21 按照要求进行论文的数据计算和整理分析工作

(4) 2022.4.17 — 2022.4.30 进行中期检查