Electron transport through asymmetric ferroelectric tunnel junctions: current-voltage characteristics
我们已经进行了计算的电流-电压特性的电子隧道电流通过一个薄的绝缘铁电势垒的结假设，界面传输的左，右接口显着不同，由于相异的接口。得到的电导与电压和电流与电压的曲线表现出很好的区别不对称滞后。我们发现，滞后效应的不对称性可能源于结内的不对称偏置电压分布。特别地，我们分析了当偏置电压分布对自发极化反转不敏感时发生的磁滞不对称性。
2010-01-03 cond-mat.mtrl-sci
The antiferromagnetic transition of UPd2Al3 break-junctions: A new realization of N-shaped current-voltage characteristics
我们研究了重费米子化合物UPd_2Al_3在0.1 - 9 K低温和高达8 T的磁场中的金属断裂结。电流-电压I（V）特性和dV/dI（V）谱都清楚地表明，当偏压升高时，在低温下发生超导（$T_{\rm c}\simeq$ 1.8K）和反铁磁（$T_{\rm N}\simeq$ 14 K）转变。横向尺寸为200 nm量级的结在反铁磁转变和滞后I（V）特性下具有约5 \times 10^{10} A/m^2的巨大临界电流密度。通过原位增加局部剩余电阻率来降低接触的质量降低了滞后。我们表明，这些滞后的I（V）曲线可以复制理论上通过假设的收缩是在热制度。事实证明，这些点接触代表具有N形I（V）特性的非线性器件，其具有负微分电阻，如江崎隧道二极管。
2004-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermodefect voltage in graphene nanoribbon junctions
热电结通常由具有不同传输特性的不同材料的组件制成。具有相同类型的载流子的单材料结也被认为是研究纳米结构材料的热电性质的各种经典和量子效应。本文介绍了温度梯度下石墨烯纳米晶（GNR）结中缺陷诱导热电电压的概念，即{ \it热缺陷电压}。我们的热缺陷结是由两个GNR具有相同的属性，除了在一个纳米带中存在的缺陷。在室温下，热缺陷电压对缺陷的类型、位置以及GNR的宽度和边缘配置高度敏感。我们证明，热缺陷电压可以高达$1.7\,$ mV/K的$555$ - $777$缺陷的半导体扶手椅GNRs。我们进一步研究的塞贝克系数，电导，电子热导，也是单个结组件的功率因数来解释的热缺陷效应。总之，我们的研究提出了一种新的途径，以提高纳米材料的热电性能。
2022-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage Control of a van der Waals Spin-Filter Magnetic Tunnel Junction
原子薄的三碘化铬（CrI3）最近被确定为层状反铁磁绝缘体，其中相邻的铁磁单层反铁磁耦合。这种不寻常的磁性结构自然地包括一系列反对准自旋过滤器，其可以用于制造具有非常大的隧穿磁阻（TMR）的自旋过滤器磁性隧道结。在这里，我们报告的电压控制的TMR形成的四层碘化铬夹在单层石墨烯接触的双栅极结构。通过在固定磁场下改变栅极电压，器件可以在具有相同净磁化但电阻显著不同（十倍或更多）的双磁性状态之间可逆地切换。此外，在不切换状态的情况下，由于自旋相关隧道势垒与石墨烯接触中的载流子分布变化的组合，TMR可以在17，000%和57，000%之间连续调制。我们的工作展示了新型的磁慢化晶体管作用，并为电压控制的范德华自旋电子器件开辟了可能性。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative Current-Voltage Characteristics in Molecular Junctions from First Principles
使用自能量校正的密度泛函理论（DFT）和相干散射态的方法，我们解释了四个吡啶-金和胺-金连接的分子结的电流-电压（IV）测量与定量的准确性。无参数的多电子自能修正DFT Kohn-Sham本征值被证明导致在有限偏置下与实验的极好的一致性，改进了用标准DFT方法获得的电流的数量级误差。我们进一步提出了一个近似的路线预测的定量IV特性的对称和不对称的分子结的基础上的线性响应理论和知识的斯塔克位移的结共振能量。我们的工作表明，一个定量的，计算成本低廉的描述分子结中的相干传输是容易实现的，使新的理解和控制的电荷传输特性的分子尺度的接口在大的偏置电压。
2012-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Bidirectional switching assisted by interlayer exchange coupling in asymmetric magnetic tunnel junctions
研究了自旋转移矩、层间交换耦合电压调制和磁各向异性对垂直磁性隧道结（p-MTJ）开关行为的综合影响。在非对称p-MTJ中，层间交换耦合的线性电压依赖性使得有效垂直各向异性势垒对于两个电压极性都降低。这种机制被证明是降低临界开关电流和有效激活能。最后，我们分析了通过层间交换耦合开关的可能性。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved measurement of the tunnel magneto-Seebeck effect in a single magnetic tunnel junction
最近，一些研究小组报道了磁隧道结中自旋相关的热电效应。在本文中，我们提出了一个时间分辨测量的热电压和热流的一个单一的微米到纳米尺度的隧道结的设置。电调制二极管激光器用于在隧道结层堆叠上产生温度梯度。这种激光调制技术能够记录时间依赖性的热电压信号，其时间分辨率仅受热电压的时间分辨率的限制。到目前为止，时间依赖的热电压无法解释。现在，通过本文中的设置，可以在μs时间范围内区分不同的塞贝克电压对整个测量电压信号的贡献。开发了一个模型电路，解释了不同样品类型的电压贡献。此外，它将被示出，从磁隧道结产生的电压信号只能被观察到当激光点直接集中在顶部的磁隧道结，这允许横向分离的效果。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RF amplification property of the MgO-based magnetic tunnel junction using field-induced ferromagnetic resonance
研究了射频外磁场感应铁磁共振驱动的隧道磁阻器件的射频电压放大特性。该器件由磁性隧道结（MTJ）和电隔离共面波导组成。施加到波导的输入RF电压可以激发自由层磁化中的谐振动力学，导致在DC偏置电流下产生输出RF电压。系统地研究了射频电压增益与静态外部磁场强度强度和角度的关系。文中还讨论了提高增益因子的设计原则。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified Model for P-N Junction Current-Voltage Characteristics
到目前为止，对pn结的电流-电压特性的分析主要是在低注入和高注入两种情况下进行的。这项工作统一了低注入，中注入，高注入水平和欧姆区的I/V特性。关键词：pn结、电流-电压特性、低注入与高注入、欧姆区。
2009-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Currents, Torques, and Polarization Factors in Magnetic Tunnel Junctions
应用Barthel的隧穿理论的磁性隧道结具有一般程度的原子无序揭示了磁传导和电压驱动的赝扭矩之间的密切关系，以及隧道极化因子的厚度依赖性。结果表明：1）在恒定的外加电压下，转矩一般随sin θ变化。2)只要极化因子定义明确，每个力矩上的电压驱动扭矩与另一个磁体的极化因子唯一成比例。3)在有限的施加电压，这种关系预测显着的电压不对称的扭矩。对于电压的一个符号，即使当磁导大大减小时，转矩仍然很大。4)一个广泛定义的结模型，称为理想中间，允许在磁体和F/I界面区域内的原子无序。在这个模型中，自旋的状态加权因子的总和成比例的一般状态指数内（例如真空）的障碍内评估的依赖性概括了本地的隧道极化因子在以前的理论的状态密度。5)对于小的外加电压，隧道极化因子保持合法的理想中间的厚度的倒数的第一顺序。用新定义的横向自相关尺度给出了极化因子的一阶修正量的代数公式。
2004-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large voltage from spin pumping in magnetic tunnel junctions
研究了铁磁-绝缘体-普通金属隧道结构在外加振荡射频（RF）作用下的响应。磁场。地方C.计算结两端的电压，发现尽管结的电阻很高，但电压并没有降低;相反，它是$μV$到$100μV$的量级，远大于“强耦合”欧姆铁磁体-正常金属双层中的实验观察值（100纳伏）。这与最近在隧道结构中的实验结果一致，其中电压大于$μV$ s。计算了该结构中外部RF场的阻尼和损耗。
2007-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Voltage bias induced modification of all oxide Pr0.5Ca0.5MnO3/SrTi0.95Nb.05O3 junctions
在本文中，我们报告发生了什么原始氧化物结Pr 0.5Ca 0.5MnO 3/SrTi 0.95 Nb. 05 O 3（PCMO/Nb：STO），当它受到循环的电压偏置的中等值（{ \pm } 4 V）。据发现，初始循环导致形成的永久状态的较低的电阻，其中较低的电阻出现主要是由于发展的分流跨器件膜（PCMO）。在具有增加幅度的连续电压循环时，该状态转变成连续较低电阻的状态，其可以在循环到低于某个偏置时转变回初始稳定状态。一个简单的模型的基础上的pn结与分流已被用来获得的信息上的变化的结电压循环。它已被证明，观察可以解释，如果电压循环导致降低的界面处的势垒，也减少串联电阻。有人建议，这种降低可以与氧离子和空位在结区的迁移。结的横截面成像显示，在原始pn结首先通过电压循环后，形成了跨越PCMO厚度的永久性间接桥，这可以解释跨越pn结的有限分流的出现。
2011-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin Transfer Torque in Fully Insulating Magnetic Tunnel Junctions
本文从理论上研究了由磁绝缘电极构成的磁隧道结中电压驱动的自旋转移矩。与包括过渡金属铁磁体的常规磁性隧道结相比，自旋转移力矩呈现非常规的偏置依赖性，这与自旋依赖的Fowler-Nordheim隧穿过程的存在有关。特别地，我们发现（i）面外转矩通常主导面内转矩，（ii）面外转矩和面内转矩在低偏压下分别是对称的和不对称的，以及（iii）在大偏压下这两个转矩都显示出显著的增强。材料的考虑进行了讨论，我们表明，由于预期在磁性绝缘体中的低阻尼参数的自旋转移力矩可以在这样的系统中实验观察到。
2012-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low voltage graphene interface engineered organic ferroelectric tunnel junction devices
本文通过界面层工程，在单层石墨烯上沉积超薄铁电薄膜制备铁电隧道结，实现了约0.8V的低压极化切换和显著的隧道电阻，解决了铁电材料低电压应用的障碍。
2025-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hysteretic current-voltage characteristics and resistance switching at an epitaxial oxide Schottky junction SrRuO$_{3}$/SrTi$_{0.99}$Nb$_{0.01}$O$_{3}$
研究了在SrTi $_{0.99}$ Nb $_{0.01}$ O $_{3}$（Nb：STO）衬底上外延生长的SrRuO $_{3}$（SRO）薄膜的钙钛矿异质结的输运性质。SRO/Nb：STO界面的整流电流-电压（$I$ - $V$）特性与深功函数金属（SRO）和$n$型半导体（Nb：STO）组成的肖特基结一致。在$I$ - $V$特性中出现滞后，其中高电阻和低电阻状态分别由反向和正向偏置应力引起。电阻切换也通过施加1 $μ$ s - 10 ms持续时间的短电压脉冲来触发。
2004-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Voltage Dependence of Spin Transfer Torque in Magnetic Tunnel Junctions
本文采用紧束缚模型，在非平衡格林函数的框架下，对磁性隧道结中的自旋转移矩进行了理论研究。我们表明，作为施加电压的函数的自旋转移力矩的行为可以在很宽的范围内变化，这取决于包括磁性隧道结的铁磁电极和绝缘体的能带参数。的行为的平行和垂直分量的自旋力矩的地址。这种行为解释的自旋和充电电流的依赖性和在绝缘体和费米表面的铁磁电极，包括结的倏逝态之间的相互作用。讨论了零偏压下自旋转移矩垂直分量（类场分量）的来源，即通过铁磁电极间势垒的交换耦合。
2008-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of microwave voltage emission associated to spin-transfer induced vortex oscillation in magnetic tunnel junction
研究了磁隧道结中自旋转移矩（STVO）引起的涡旋纳米振荡器的温度特性。我们获得了具有大输出功率和良好的信号相干性的发射信号。由于减少非线性相比，均匀磁化的情况下，我们首先观察到的线性减小的线宽随着温度的降低。然而，这种预期的行为不再适用于较低的温度和线宽的下限进行测量。
2011-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and bias voltage dependence of Co/Pd multilayer-based magnetic tunnel junctions with perpendicular magnetic anisotropy
测量了垂直磁化Co/Pd电极的磁性隧道结（MTJ）的温度和偏置电压依赖的输运。Co/Pd多层膜的磁化强度测量进行表征的电极。研究了Co/Pd双层膜中Co层的厚度、退火温度、MgO势垒界面处Co层的厚度以及双层膜的层数对隧穿磁电阻效应的影响。在室温下和13 K下的TMR-比率约为11%和18.5%的测量和两个定义良好的开关场观察。将结果与Co-Fe-B电极和面内各向异性的MTJ的测量结果进行比较。
2010-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Target bias voltage effect on properties of magnetic tunnel junctions by biased target ion beam deposition
采用低能离子源（0-50 eV）和电压偏置靶，通过称为偏置靶离子束沉积（BTIBD）的沉积工具制备了具有AlOx阻挡层的磁性隧道结（MTJ）。BTIBD系统仅在所需靶上直接施加偏置电压，提供足够的溅射能量，避免薄膜沉积过程中的“溢出”污染。AlOx-MTJ的成功沉积证明了BTIBD制造具有良好膜质量的多层结构的能力。MTJ薄膜表面粗糙度和层间混合是导致低TMR性能的关键问题之一。在这里，通过研究偏置电压对MTJ性能的影响，通过测量Neel耦合场和TMR，我们认为，较低的偏置电压减少了混合时发生的顶部CoFe自由层沉积在AlOx势垒，但产生相对较高的表面粗糙度。另一方面，较高的能量沉积增强层间混合和表面平坦化。这种对偏置电压对膜特性的影响的理解可以用于优化MTJ性能。
2009-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Photon-induced switching and tunneling phenomna in a YBCO thin film junction
在持续光电导（PPC）现象中，用1 mW He-Ne激光照射YBCO薄膜结，导致临界电压（与阈值电压相似）降低。增加光照可逆转临界电压的降低。用He-Ne激光和白炽灯交替照射，实验上降低和提高了结的临界电压。用5 mW He-Ne激光器观察到光诱导态的可见猝灭。最后，用入射光照射，破坏了结的阈值行为。
2004-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Low voltage local strain enhanced switching of magnetic tunnel junctions
针对 CoFeB-MgO 基磁隧道结应变调控电压过高的问题，本文利用局部栅极电场诱导应变，在 200 mV 低电压下实现开关场控制和隧道磁阻线性增强。
2023-12-08 cond-mat.mtrl-sci
High frequency voltage-induced ferromagnetic resonance in magnetic tunnel junctions
研究了W缓冲层磁性隧道结中的电压感生铁磁共振（V-FMR）。永磁各向异性（PMA）的能量控制的CoFeB自由层的厚度直接沉积在W缓冲层和后退火过程中在不同的温度。PMA能量以及磁化阻尼通过分析在不同的场几何形状的场依赖的FMR信号来确定。优化的MTJ结构能够在超过30 GHz的频率下激发V-FMR。宏自旋模型被用来分析的V-FMR信号的字段和角度依赖性，并支持实验磁化阻尼提取。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Breakdown voltage and linear temperature drift in a single-molecule junction
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，结合非平衡格林函数方法，研究了苯二硫醇与金电极形成的单分子结的输运行为.苯二硫醇加金电极模型的击穿电压为0.7V，与实验值接近。在分子器件中发现了电导与温度之间的线性响应（称为线性温度漂移），这表明它可以用于保持分子电路的稳定性。同时，具有相同精度的输入和输出将有助于设计多电平电路，用于提高模数转换器的分辨率。本研究结果表明，基于苯二硫醇的单分子结将是有前途的功能单元的分子传感器。
2022-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The lock-on effect and collapsing bipolar Gunn domains in high-voltage GaAs avalanche p-n junction diode
我们提出的实验证据和基于物理的模拟锁定效应在高压GaAs雪崩二极管。雪崩触发由施加到二极管和串联的50欧姆负载的陡峭电压斜坡启动。在亚纳秒雪崩开关后，在施加脉冲的整个持续时间（几十纳秒）内，偏压GaAs二极管保持在导通状态。没有迹象表明pn结恢复，这是通常预期的发展在纳秒级由于漂移提取的非平衡载流子。二极管电压保持一个恒定的值~70 V远低于400 V的静态击穿电压。数值模拟表明，在窄的高场崩溃耿氏畴以及准静态阴极和阳极电离域的碰撞电离支持的导电状态。由于GaAs中电子的负微分迁移率，在稠密的电子-空穴等离子体中自发地出现塌陷的Gunn畴。这种效应类似于GaAs体光电导开关的锁定效应，但在非光学方法开关的负偏压pn结二极管中观察到。
2022-06-13 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Controlling the thermoelectric effect by mechanical manipulation of the electron's quantum phase in atomic junctions
在原子金属结两端产生的热电电压（即，其中一个或几个原子连接两个金属电极的纳米结构）响应于电极之间的温度差，这是由在被周围缺陷散射后多次穿过结的电子的量子干涉引起的。在这里，我们报告成功地调整这种量子干涉，从而控制热电电压的大小和符号，通过施加机械力，使结变形。所观察到的热电电压的切换是可逆的，并且可以循环多次。我们的从头算和半经验计算阐明了量子干涉调谐的详细机制。我们表明，施加的应变改变了电子的量子相位通过的交界面的最西边的一部分，从而修改了电子在设备中的量子干涉。调谐量子干涉导致电子传输共振的能量转移，这会影响热电电压。这些实验和理论研究表明，Au原子结可以根据需要表现出正和负的热电电压，并证明了量子干涉效应在原子尺度金属纳米结构中的重要性和可调谐性。
2017-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical current-voltage characteristics of ferroelectric tunnel junctions
提出了铁电隧道结的概念。这些结由两个金属电极组成，它们被纳米厚的铁电屏障隔开。FTJ的电流-电压特性进行了分析的假设下，直接的电子隧穿是占主导地位的导电机制。首先，描述了铁电材料固有的逆压电效应对隧道电流的影响。计算结果表明，压电起源的晶格应变修改的电流-电压关系，由于应变引起的变化的势垒厚度，电子有效质量，和位置的导带边缘。值得注意的是，电导的最小值成为从零电压偏移由于压电效应，和应变相关的电阻开关发生后，在铁电势垒的极化反转。其次，我们分析了由于金属电极中电子对极化电荷的屏蔽不完全而产生的内部电场的影响。结果表明，对于非对称FTJ，这种去极化场效应也会导致极化反转后势垒电阻的显著变化。然而，所得到的电流-电压回路的对称性不同于应变相关电阻开关的特性。交叉从一个到另一个类型的滞后曲线，伴随着FTJ不对称性的增加，考虑到应变和去极化场的影响。注意，具有不同的顶部和底部电极的不对称FTJ对于非易失性存储器应用是优选的，因为具有较大的电阻开/关比。
2005-03-22 cond-mat.mtrl-sci
An Experimental Method to Directly Obtain a Photogenerated Current at Each Junction within the Triple Junction Solar Cell
在本文中，我们将报告一个实验方法，直接确定在三结太阳能电池内的各个结的光生电流。该方法是基于不同的电流-电压曲线的测量;一个与通常的照明系统，通常AM 0或AM1.5G，和其他曲线与光源，具有不同的光谱发射。所有的电流-电压曲线的拟合同时，而不是单独的，允许我们确定三个结的光生电流。必须具备三个或三个以上的特点。一个例子，实验电流-电压数据点，在这项工作中示出。这种新技术的主要优点是它的简单性和易于实施的任何实验室与电气表征太阳能电池系统和太阳能模拟器。该方法已被测试了大量的TJ太阳能电池。
2005-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
