Low Resistance GaN/InGaN/GaN Tunnel Junctions
利用电阻率为1.2 × 10-4 Ω cm ~ 2的P-GaN/InGaN/N-GaN隧道结，证明了空穴向PN结的增强带间隧道注入。讨论了这种隧道结的设计方法和低温特性，并介绍了这种隧道结在PN结器件中的应用。隧道结在III族氮化物光电子器件中的应用解释使用能带图。较低的带隙和极化场降低了隧穿势垒，消除了对p型GAN欧姆接触的需要。III族氮化物中载流子的有效隧道注入的这种证明可以导致用隧道接触层替换光发射器中现有的电阻p型接触材料，在表面上需要非常少的金属覆盖区，从而导致从顶部发射发射器的增强的光提取。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Gap state charge induced spin-dependent negative differential resistance in tunnel junctions
提出并通过第一性原理计算证明了以立方阳离子无序晶体（CCDC）AlO $_x$或Mg $_{1-x}$ Al $_x$ O为势垒材料的磁性隧道结（MTJ）中自旋相关的负微分电阻（NDR）机制. CCDC是一类可以通过阳离子掺杂来改变其带隙的绝缘体。由于金属诱导的带隙态形成的空间电荷，带隙在势垒层中变成拱形。通过适当的拱形间隙和偏置电压的组合，可以在任一自旋通道中产生NDR。这种机制适用于具有足够小的带隙的2D和3D异质结，其形成大的空间电荷。这为利用电场控制自旋电子器件中的自旋相关输运提供了一种新的途径。本文导出了拱形间隙结隧穿电流的广义Simmons公式，给出了拱形间隙结出现负阻的一般条件。
2016-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Internal reverse-biased p-n junctions: a possible origin of the high resistance in phase change superlattice
相变超晶格是超低功耗相变存储器的新兴材料技术之一。然而，相变超晶格的电阻开关机制仍然是一个争论的热点。早期的电测量和最近的材料表征表明，Kooi相很可能是制造的低电阻状态。由于难以在原子分辨率下原位表征，电开关超晶格在其高电阻状态下的结构仍然是未知的，主要通过理论建模进行研究。到目前为止，还没有一个简单的模型，可以统一的实验结果，从器件级的电气测量和原子级的材料表征。在这项工作中，我们进行原子输运模型的相变超晶格器件，并提出了一个简单的机制占其高电阻。模型化的高电阻状态是基于界面相变超晶格，以前被误认为是低电阻状态。这项工作推进了对相变超晶格在新兴存储器应用中的理解。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Impact of lattice strain on the tunnel magneto-resistance in Fe/Insulator/Fe and Fe/Insulator/La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$ magnetic tunnel junctions
本工作的目的是在一个新的方法，超越了单带输运模型描述隧道电子电流在单势垒磁性隧道结。我们提出了一个弹道多通道电子输运模型，该模型可以解释面内晶格应变对隧道磁电阻以及非对称电压行为的影响。以Fe/Insulator/Fe和Fe/Insulator/La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$隧道结的单晶磁性Fe（110）电极为例，通过\it{ab-initio}计算得到了Fe和La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$的电子能带结构.
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Formation of Ultra-High-Resistance Au/Ti/p-GaN Junctions and the Applications in AlGaN/GaN HEMTs
本文发现 Au/Ti/p-GaN 结在特定退火条件下电阻可提升数个数量级，源于 Mg 失活，并将其用于 p-GaN 栅极 AlGaN/GaN HEMT，使栅极击穿电压从 9.9 V 提升至 13.8 V，且对阈值电压和亚阈值斜率影响极小。
2021-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Interface-Engineered Giant Multistate Resistance Switching in Altermagnetic CrSb Multiferroic Tunnel Junctions
Shanxi Normal University（山西师范大学）
研究交变磁性CrSb多铁隧道结中的巨型多态电阻开关，利用密度泛函理论等方法，揭示由界面机制决定的多态电阻开关特性，单层和双层In₂Se₃结展现不同电阻状态及相关特性，确立相关设计原则。
2026-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Combination of informational storage and logical processing based on an all-oxide asymmetric multiferroic tunnel junction
多铁性隧道结（MFTJ）已被证明是自旋电子学器件中有希望的候选材料。MFTJ中的隧道磁阻（TMR）与隧道电阻（TER）之间的耦合可在单个存储器单元中提供四个不同的电阻状态。在这里，我们表明，在一个全氧化物的非对称MFTJ的La0.7Sr0.3MnO3 /PbZr0.2Ti0.8O3 /La0.7Te0.3MnO3（LSMO/PZT/LTMO）与p型和n型电极，观察到本征整流，并可以修改的PZT的铁电极化。由于组合的TMR、TER和二极管效应，在相反的读取偏置下执行两个不同组的四个电阻状态。通过两个并联的非对称结和适当的串联电阻，可以在同一阵列器件中实现逻辑单元和四元存储单元的共存。非对称MFTJ结构使得设计具有更高存储密度、更低能耗和显著提高集成度的下一代多态存储器和逻辑器件具有更多可能性。
2019-06-24 cond-mat.mtrl-sci
All-MOCVD-Grown Gallium Nitride Diodes with Ultra-Low Resistance Tunnel Junctions
我们仔细研究了生长后激活退火、δ剂量和p+-GAN层厚度等三个重要因素，并通过实验证明了它们对基于隧道结（TJ）p接触的GAN p-n同质结二极管电学性能的影响。p-n二极管和TJ结构通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在单个生长步骤中单片地生长。通过优化镁（Mg）激活的退火时间和温度以及在TJ界面处引入施主和受主的δ剂量，实现了电学性能的显著改善。对于连续生长的全MOCVD GAN同质结TJ，在20 A/cm 2和100 A/cm 2的电流密度下分别获得158 mV和490 mV的超低正向电压惩罚。具有特制TJ的p-n二极管在5 kA/cm 2下的归一化差分电阻为1.6 x 10-4 Ω-cm 2，创历史新低。
2020-11-26 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
Designs for programmable quantum resistance standards based on epitaxial graphene p-n junctions
我们报道了顶栅外延石墨烯pn结的制造和测量，其中剥离的六方氮化硼（h-BN）用作栅极电介质。在冯·克利青常数R_K下，对单结四端纵向电阻进行了量子化，其相对不确定度为10-7。在探索了众多的参数空间之后，我们总结了这些设备可以用作潜在电阻标准的条件。此外，我们还提供使用外部门控的可编程电阻标准设计，其数量级超过6个。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron Transport Through Ag-Silicene-Ag Junctions
近年来，人们对新型二维体系硅烯的电子结构性质进行了广泛的研究。然而，电子输运穿过金属-硅结的研究相对较少。为了解决这个问题，我们开发并实现了一个理论框架，利用紧束缚的Fisher-Lee关系跨越非平衡格林函数（NEGF）技术，散射方法和半经典玻尔兹曼输运理论。在这个混合量子经典，两个尺度的框架内，我们计算单层和双层银硅烯-银结的透射和反射系数使用NEGF方法结合密度泛函理论，推导和计算群速度，并计算电阻使用半经典玻尔兹曼方程。我们发现这些结的电阻是$\sim$ {} $ 0.08 \fom$单层硅烯结和$\sim$ {} $ 0.3 \fom$双层硅烯结，因子$\sim$ 8和$\sim$ 2，分别小于Sharvin电阻通过Landauer公式估计。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic domain and magnetic resistance phase transition in strongly correlated electronic material of perovskites junction
研究了脉冲激光沉积法在LaAlO 3（100）衬底上外延生长的La 0.4 Gd0.1 Sr 0.5 CoO 3薄膜与ZnO之间的结磁电阻率和畴相变。在低于Tc~127时，铁磁转变为相分离（两相）状态，观察到掺杂钴钙钛矿La0.4Gd0.1Sr0.5CoO3的晶格不连续变化。引入Ginzburg-Landau相场，推导了LGSCO薄膜中的反铁电畴结构。在畴结构的基础上，薄膜的相界强烈地依赖于电-机耦合的组合。相变发生在Tc~127- 128 K之间，表现出晶格常数的不连续变化。ZnO/LGSCO异质结在0.2T和0.5T下的正磁阻分别为4.86%和6.05%。
2013-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Origin of negative differential resistance in molecular junctions of Rose Bengal
在原子平面金（111）表面上，在电子上不同的虎红二聚体和三聚体的结处调谐负微分电阻（NDR）。分离的分子未显示任何NDR。但在室温下，通过电脉冲对其相邻的材料进行可重复充电，可使其呈现出峰谷比较大的双负阻效应（1.8~3.1）。在结的某些部分，通过施加脉冲，可以破坏这种现象或通过STM对分子的操纵使其再生。NDR也是独立的极化性质。对于阳离子NDR（在二聚体中）可以写入位1和0，对于双阴离子NDR（三聚体）可以写入位00、01、10、11，这在原子尺度结中产生2/4位存储器，显示结电子学在未来的分子电子学中的重要性。
2006-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative differential resistance in molecular junctions: The effect of the electrodes electronic structure
计算了金属纳米团簇作为电极时，电子输运通过金属-分子-金属结的情况。我们发现，负微分电阻峰可以出现在电流-电压曲线。峰的出现是由于金属团簇的电子态密度的窄特征。建议的分析是基于从头计算的相关波函数和能量的密度泛函理论的框架内使用NRLMOL软件包。
2008-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bistable hysteresis and resistance switching in hydrogen gold junctions
H2-Au分子结的电流-电压特性在40 mV的特征电压附近表现出有趣的台阶。令人惊讶的是，我们发现一个滞后连接到这些步骤与一个典型的时间尺度> 10 ms。这个时间常数的比例线性的结中消耗的功率超过偏置功率P_s = IV_s。我们建议，滞后是有关的振动加热的分子在结和周围的氢分子。值得注意的是，我们可以设计我们的结，使滞后的特征时间变成>天。我们证明，可靠的开关设备可以从这样的结。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromigration in thin tunnel junctions with ferromagnetic/nonmagnetic: nanoconstrictions, local heating, and direct and wind forces
最近在具有铁磁（FM）电极\emph{i.e} FM/I/FM的薄隧道结中观察到电流感生电阻开关（CIS）。这种效应归因于绝缘势垒中纳米收缩中金属原子的电迁移（I）。在这里，我们研究如何CIS效应的影响，薄的非磁性（NM）Ta层，沉积在下面的AlO $_x$绝缘势垒的类型FM/NM/I/FM（FM=CoFe）隧道结。随着最大施加电流（$\Imax$）的增加，电阻切换会增强，直到达到恒定CIS的平台（对于$\Imax\sim65$ mA（CIS $\sim$ 60%）及以上）。然而，这样的高电流也导致大的（$\sim$ 9%）不可逆电阻降低，表明屏障降解。在$\pm\Imax$附近也观察到具有负导数的异常电压-电流特性，并且这种效应在此归因于隧道结中的加热。人们观察到，FM/NM/I/FM中电阻切换的电流方向（顺时针）与FM/I/FM隧道结的电流方向（逆时针）相反。这种效果将讨论由于所谓的直接和风力的电迁移的贡献之间的竞争。它将被证明，直接的力量是可能占主导地位的Ta（NM）层的电迁移，而风的贡献可能占主导地位的CoFe（FM）层。
2005-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Low-resistance GaN tunnel homojunctions with 150 kA/cm^2 current and repeatable negative differential resistance
报道了具有可重复负微分电阻和低电阻的GAN n++/p++带间隧道结。反向和正向隧穿电流密度被观察到增加作为Si和Mg掺杂浓度的增加。在室温下，在正向电压约为1.6-2 V时，这些结可以观察到无磁滞的双向负微分电阻。与p层有隧道接触的热离子PN结在7.6 V时的正向电流密度为150 kA/cm ^2，串联器件电阻低至1 x 10^-5 ohm.cm ^2。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky barriers, emission regimes and contact resistances in 2H-1T' MoS$_2$ lateral metal-semiconductor junctions from first-principles
采用非平衡格林函数方法研究了场效应晶体管中二维沟道接触的2 H-1 T ' MoS $_2$横向金属-半导体（M-S）结的有限偏压输运性质.结果表明：（a）尽管线偶极子和平面偶极子的静电特性不同，但在二维和三维M-S结中，肖特基势垒高度对掺杂和外加偏压的响应是相似的;（b）2 H-1 T ' MoS $_2$横向结不受费米能级钉扎的影响;（c）扶手椅型界面具有比平面型更好的接触特性。Z字形界面，（d）与$p$沟道的1 T '接触将呈现相对于$n$沟道降低4-10倍的接触电阻，以及（e）与中间掺杂的$n$（$p$）沟道的接触在场（电子）发射状态下操作。我们还提供了一个改进的程序，以实验确定在2D材料结的发射制度。
2020-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic tunnel junctions with ferroelectric barriers: Prediction of four resistance states from first-principles
磁性隧道结（MTJ）是由两个铁磁电极通过薄的绝缘阻挡层分隔而成的，目前用于自旋电子器件，例如磁性传感器和磁性随机存取存储器。最近，在纳米尺度的铁电性的演示的驱动下，薄膜铁电屏障被提出来扩展MTJ的功能。由于电导对电极的磁化排列（隧穿磁阻）和铁电势垒中的极化取向（隧穿电阻）的敏感性，这些多铁性隧道结（MFTJ）可以用作四态电阻器件。基于第一性原理计算，我们研究了具有非对称界面的SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3薄膜晶体管的四种电阻状态。我们发现，这样的MFTJ的电阻显着改变时，电极化的强度的障碍是逆转和/或当电极的磁化从平行切换到反平行。这些结果揭示了MFTJ作为多功能自旋电子器件的应用前景。
2008-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Differential Resistance and Ultra-High TMR in Altermagnetic Tunnel Junctions
School of Physics and CRANN Institute, Trinity College（三一学院物理与CRANN研究所）
研究揭示了交替磁隧道结在低偏压下出现显著负微分电阻及超高隧道磁电阻的现象，通过非平衡格林函数与密度泛函理论预测其非线性行为及应用潜力。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Nonvolatile Multistate Resistance with Fully Magnetically Controlled van der Waals Multiferroic Tunnel Junctions
针对电控范德华多铁隧道结原子迁移影响稳定性的问题，提出全磁控CrBr₃/MnPSe₃/CrBr₃垂直异质结构，经第一性原理计算验证其具备超高TMR、TER与创纪录PVR，为高性能磁存储和逻辑器件提供理论支撑。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Nonvolatile Multilevel States in Multiferroic Tunnel Junctions
通过夹在两个铁磁电极之间的铁电夹层操纵隧穿自旋极化电子，称为多铁性隧道结（MFTJ），不仅可以通过两个铁磁体的磁性对准，而且可以通过铁电夹层的电极化的强度来实现，为下一代多态存储器器件提供了巨大的机会。在这里，我们表明，La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）/PbZr0.2Ti0.8O3（PZT）/Co结构的MFTJ器件可以表现出多级电阻状态的存在下逐渐反转的铁电畴通过隧道电阻和隧道磁阻，分别。MFTJ中的非易失性铁电控制可以归因于PZT中间层中具有相反极化的两个独立铁电通道的单独贡献。我们的研究表明，“混合”铁电态的主导作用，实现累积的多层次的电阻状态在MFTJ的电调制，多功能器件的应用铺平了道路。
2019-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Giant Resistance Switch in Twisted Transition Metal Dichalcogenide Tunnel Junctions
本文预测扭转过渡金属二硫化物隧道结中基于相对自旋轨道分裂的巨电阻开关，量子输运计算显示开关电阻可达10^6%，并可在室温下工作，为下一代存储和电子应用提供新途径。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical current-driven pinhole formation and insulator-metal transition in tunnel junctions
最近在具有铁磁（FM）电极的薄隧道结（TJ）中观察到电流感生电阻开关（CIS），并且归因于绝缘势垒中的纳米收缩中的金属原子的电迁移。本文研究了在绝缘层上下插入两个薄（20 μ m）非磁性（NM）Ta电极的TJ中的CIS效应。我们观察到电阻（R）切换为正施加电流（从底部流向顶部引线），其特征在于连续的电阻降低，并与电流驱动的位移的金属离子从底部电极到势垒（薄势垒状态）。对于负电流，移位的离子返回到它们在电极中的初始位置，并且电阻逐渐增加（厚势垒状态）。我们测量了薄和厚势垒状态（分别为$R_b$和R $_B$）的电阻的温度（T）依赖性。实验表明，当隧道结处于$R_b$状态时，与较小的隧道贡献相关联的R（T）变化较弱。通过施加足够大的电流，我们诱导大的不可逆的R-减少所研究的TJ，与屏障退化。然后，我们监测的R（T）的依赖性的不同阶段的屏障退化的演变。特别是，我们观察到一个平稳的过渡，从隧道金属为主的运输。初始降解阶段与不可逆的屏障厚度减小有关（不形成针孔）。仅对于后面的屏障降解阶段，我们在两个电极之间出现金属路径，然而，对于足够小的针孔半径，不会导致金属主导的传输。
2007-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of junction conductance and proximity effect at superconductor/semiconductor junctions
超导邻近效应在薄半导体器件中马约拉纳模的研究中起着重要的作用。使用传输测量来量化由邻近效应引起的半导体中的变化，提供了对诸如屏蔽和散射之类的动态过程的测量。然而，在两端测量中，由于界面电导引起的电阻与半导体中的传输电阻串联。这两种情况都在变化，如果没有更多的信息，就不可能将它们分开。我们已经设计了一种新的三端设备，提供两个电阻测量，足以提取两个结电导和二维薄层电阻下的超导接触。我们已经比较了Nb和InAs和Nb和30%InGaAs之间的结，所有生长之前被从超高真空分子束外延生长系统中移除。最透明的结是InAs，其中每个Landauer模式的透射系数大于0.6。用非原位沉积制成的接触实质上更不透明。我们发现，对于最透明的结，随着温度降低，最大的分数变化是半导体的电阻。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Diffusion theory of spin injection through resistive contacts
在铁磁金属和半导体微结构之间插入电阻接触对于实现有效的自旋注入到半导体中是至关重要的。然而，对于包含此类接触的结，扩散理论的方程相当麻烦。一种技术的基础上推导出一个系统的自洽方程的系数自旋注入，“伽马”，通过不同的接触。这些方程用适当的符号表示时是简明的。此外，双触点结的电阻可以用两个触点的“伽马”来表示。这个方程使得计算自旋阀效应变得简单，允许找到结电阻的显式表达式，并证明其非平衡部分是正的。这些参数与不同现象的关系，如自旋电动势。并且建立结瞬态。阐明了不同参数对库仑屏蔽效果的影响。它还表明，在接触的自旋不守恒可以有一个显着的效果上的非平衡电阻的结。
2002-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Electroresistance in Ferroelectric Tunnel Junctions with a Composite Barrier
隧道电阻（TER）效应是与铁电势垒层中的极化反转相关联的铁电隧道结（FTJ）的电阻的变化。在这里，我们预测，FTJ的复合屏障，结合了功能性铁电膜和非极性电介质的薄层可以表现出显着增强TER。由于静电势随着极化反转而变化，非极性电介质势垒充当将其势垒高度从低值改变到高值的开关。预测的TER值很大，表明在铁电体的矫顽电场作用下，FTJ的电阻可以发生多个数量级的变化。
2009-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Controlling boron redistribution in CoFeB/MgO magnetic tunnel junctions during annealing by variation of cap layer materials and MgO deposition methods
采用晶态MgO隧道势垒和非晶态CoFeB电极的磁性隧道结由于具有室温下较高的隧道磁阻比而受到广泛关注。实现高隧道磁阻比的一个重要参数是控制硼从电极的扩散，特别是在生长后退火期间。通过高分辨率透射电子显微镜和电子能量损失谱技术，我们表明，盖层材料相邻的电极和MgO的沉积方法是至关重要的控制硼再分布。据指出，钽帽层作为下沉的硼在退火过程中的对比Ru层。此外，射频溅射MgO隧穿势垒在退火后的三角形[BO $_3$ ] $^{3-}$ -环境中含有相当高浓度的硼，而电子束蒸发MgO几乎不含任何硼。我们的数据进一步表明，无论是硼还是氧空位相关的间隙状态在大部分的MgO障碍影响自旋极化输运隧道磁阻比在200%的水平。
2014-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Threshold Resistance in the DC Josephson Effect
我们发现，SIS约瑟夫森结有一个阈值电阻，在该阈值以上的约瑟夫森耦合和超导电流变得非常小，由于收缩的库珀对的大小在约瑟夫森隧道。因此，对于具有小库珀对尺寸的较高Tc超导体和具有较高电阻的绝缘势垒，阈值电阻较小。这种理解与低Tc超导体（如Sn、Pb和Nb）的SIS结中的观察结果一致。对于MgB2，它解释了为什么大间隙不像小间隙那样显示出超导电流。此外，这是一致的事实，即高Tc的铜氧化物显示约瑟夫森效应只为SNS型结，包括本征约瑟夫森效应。
2006-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ex-situ Tunnel Junction Process Technique Characterized by Coulomb Blockade Thermometry
我们研究了一种晶圆级隧道结制造方法，其中等离子体蚀刻通过覆盖底部Al电极的介电层限定隧道结区域。通过氧化结区中的底部电极来形成非原位隧道势垒。在150 mm晶片上的室温电阻映射给出了隧道结电阻的局部偏差值，其低于7.5%，平均值为1.3%。的偏差进一步调查的设备，其中有一个隧道结连接到四个阵列组成的N结（N = 41，结直径700 nm）的子-1 K测量。微分电导是在单结和阵列库仑阻塞温度计工作模式下测量的。通过将实验数据与理论模型拟合，我们发现对于2N+1结阵列，局部隧道结电阻偏差的上限为~ 5%。该值与由我们的实验装置的精度定义的最小可检测偏差具有相同的量级。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Viscous corrections to the resistance of nano-junctions: a dispersion relation approach
众所周知，均匀电子液体的粘度在零频率和零温度范围内是发散的。纳米结打破了平移不变性，并必然切断这种分歧。然而，随之而来的粘度的估计远非微不足道。在这里，我们提出了一种基于Kramers-Krönig色散关系的方法，该方法通过$η(0) =μ_{\infty} τ$将零频粘度$η(0)$与电子液体的高频剪切模量$μ_{\infty}$连接起来，其中$τ$是特定于连接的动量弛豫时间。通过利用一个简单的公式，从含时电流密度泛函理论，然后我们估计的多体贡献的电阻为可积结势，并发现这些粘性效应可能比以前提出的低电导结大得多。
2011-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polarization and resistive switching in epitaxial 2 nm Hf$_{0.5}$Zr$_{0.5}$O$_2$ tunnel junctions
在寻求可靠且功率高效的忆阻器件的过程中，铁电隧道结作为潜在的候选者被研究。CMOS兼容的铁电铪氧化物处于最前沿。然而，在厚度约为${\approx}$ 4 - 6 nm的外延隧道器件中，相对高的隧道能量势垒产生了挑战其实现的大电阻。在这里，我们表明，铁电和电阻开关可以观察到在1.2纳米外延铪$_{0.5}$锆$_{0.5}$ O $_2$（HZO）隧道结在大面积电容器（${\approx} 300μm^2$）。我们观察到，对于OFF和ON电阻状态，电阻面积积分别减小到约160 $Ω{\cdot}$ cm $^2$和65 $Ω{\cdot}$ cm $^2$。这些值比在等效5 nm HZO隧道器件中获得的值小两个数量级，同时保持类似的关/开电阻比（210 ${\%}$）。该器件表现出忆阻和尖峰定时依赖可塑性（STDP）行为和良好的保持力。电阻和铁电回路紧密重合，表明铁电开关是电阻变化的驱动机制。
2021-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gate-Tunable Tunneling Resistance in Graphene/Topological Insulator Vertical Junctions
基于石墨烯的垂直异质结构，特别是与其他层状材料相结合的堆叠，在纳米电子学方面很有前途。石墨烯和拓扑绝缘体这两种模型狄拉克材料的堆叠可以显著地扩大范德华异质结构的家族。尽管对这两种材料有了很好的了解，但是组合的垂直异质结的电子输运性质仍然是未知的。在这里，我们展示了Bi 2Se 3纳米片和单层石墨烯之间的垂直异质结的实验实现。在低温下，通过垂直异质结的电子输运由隧穿过程主导，该隧穿过程可以通过栅极电压有效地调节以改变费米表面附近的态密度。在磁场的存在下，量子振荡观察到由于量子化的朗道能级在石墨烯和二维表面状态的Bi 2Se 3。此外，我们观察到一个奇异的栅极可调隧道电阻下的高磁场，显示电阻最大值时，底层石墨烯成为量子霍尔绝缘体。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear screening and ballistic transport in a graphene p-n junction
我们研究了石墨烯中静电产生的横向pn结的电荷密度分布、电场分布和电阻。我们发现，在电子和空穴区域的界面处的电场强烈增强，由于有限的狄拉克准粒子的屏蔽能力。因此，结电阻低于在以前的文献中估计。
2007-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of crystallographic anisotropy on the resistance switching phenomenon in perovskites
研究了不同晶向的外延生长的Y-Ba-Cu-O（YBCO）薄膜的金属/钙钛矿接触电阻开关效应。设计并制备了三种类型的Ag/YBCO结，其接触限制在（i）c轴方向，（ii）ab平面方向，和（iii）两者，并测量了它们的电流-电压特性。类型（i）结表现出常规的双极电阻切换行为，而在其他两种类型中，低电阻状态是不稳定的，并且它们的电阻迅速松弛到初始高电阻状态。基于氧扩散的情况下，解释这种行为的物理机制，进行了讨论。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complete stabilization and improvement of the characteristics of tunnel junctions by thermal annealing
我们观察到亚微米尺寸的Al-AlO { $_x$ }-Al隧道结可以通过在$350^{\circ}$ C和$450^{\circ}$ C之间的温度下真空退火而完全稳定。此外，退火处理后的样品的低温表征表明，由于在电流中不需要的共振消失的隧道特性的显着改善。充电能量、隧穿电阻、势垒厚度和势垒高度均增加。超导能隙不受影响，但超导电流随隧穿电阻的增大而减小。
2006-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Energy Transport across Topological Insulator Superconductor Junctions
本文用散射波方法导出了拓扑绝缘体/超导体结界面热流公式，研究了结中的非平衡能量输运。发现了一些反常的热性质，如热能的克莱因隧穿、非对称Kapitza电阻和负微分热阻。我们期望这些发现可以在各种杂化介观系统的能量控制中有潜在的应用。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Local Tunneling Magnetoresistance probed by Low-Temperature Scanning Laser Microscopy
利用低温扫描激光显微镜（LTSLM）研究了垂直锰氧化物结中的隧道磁电阻（TMR），确定了两个电极的局部相对磁化强度M取向与外部磁场H的大小和取向的关系。在固定方向扫描磁场振幅揭示了结电极中的磁畴成核和传播。对于高阻态，实现了几乎单畴反平行磁化结构，而在低阻态，结保持在多畴状态。基于LTSLM获得的局部M组态计算的电阻$R_\mathrm{calc}(H)$与磁输运测量的R（H）定量一致。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Momentum-Resolved Tunneling Modulation Induced Giant Multistate Resistance in Antiferroelectric Multiferroic Junction
State Key Laboratory of Spintronics, Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院自旋电子学国家重点实验室）；Fert Beijing Institute, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院法伯北京研究所）；CNRS, Institute Jean Lamour, Université de Lorraine（洛林大学让·拉缪尔研究所法国国家科学研究中心）
提出基于Fe3GaTe2/双层In2Se3/Fe3GaTe2异质结的反铁电相变调制倏逝态与界面自旋过滤的双机制，实现巨大隧穿电阻和隧穿磁电阻，并在室温下获得六种非易失电阻态。
2026-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large two-level magnetoresistance effect in doped manganite grain boundary junctions
本文系统地分析了在SrTiO（3）双晶上外延La（2/3）Ca（1/3）MnO（3）薄膜形成的单晶界结中的隧穿磁电阻（TMR）效应。当磁场H与晶界势垒平行时，观察到了理想的两能级电阻开关行为，在4.2 K时TMR效应高达300%，在77 K时仍高于100%.改变H和晶界之间的角度导致不同形状的电阻对H曲线。所观察到的行为解释内的磁畴钉扎在晶界界面的模型。
2000-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Storing magnetic information in IrMn/MgO/Ta tunnel junctions via field-cooling
Tunnel结不含铁磁元素已经制造，我们表明，不同的电阻状态可以设置从上面的Néel沿不同的方向场冷却的设备。在2T、面内或面外的外加磁场中进行场冷时，电阻变化高达10%。在TN以下，我们发现亚稳态对磁场不敏感，因此构成了对外部磁场鲁棒的存储器元件。我们的工作提供了一个电可读的磁存储器件，它不包含铁磁元素，并存储在反铁磁有源层的信息的演示。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven magnetic resistance in van der Waals spin-filter antiferromagnetic tunnel junctions with MnBi$_2$Te$_4$
本研究基于非平衡格林函数方法理论研究含MnBi$_2$Te$_4$的范德华反铁磁隧道结，发现可通过偏压、器件长度及氮化硼层调控TMR，最高达3690%，为超薄自旋电子器件应用提供潜在可能。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memristor Behaviour in Nano-Sized Vertical Lsmo/Lsmo Tunnel Junctions
我们报道了一种具有非线性电流-电压特性和双极性滞后电阻开关的纳米柱状锰氧化物（LSMO）薄膜的记忆电阻（忆阻器）行为。从高（HRS）电阻到低（LRS）电阻的切换发生在偏置场~1MV/cm处。外加电场主要在绝缘界面LSMO层处下降，并在LSMO（111）/LSMO（111）垂直界面处耦合到相关极化子。所观察到的忆阻行为具有电子（极化）起源，并且是由电场控制的Jahn-Teller（JT）效应引起的，随后是轨道重建和形成亚稳态轨道无序界面相（LRS）。与早期报道的Ti-O膜中的离子忆阻器相比，电子（极化）纳米尺寸的LSMO忆阻器由于JT系统的弹性能量中的第二最小值而在更高的场处显示出附加的（重入）LRS-HRS切换。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size-dependence of nanosecond-scale spin-torque switching in perpendicularly magnetized tunnel junctions
我们的时间分辨的自旋转移力矩诱导开关在垂直磁化隧道结的直径从50到250 nm的热激活制度。当磁场和自旋矩同时有利于P到AP的转变时，反转产生单调的电阻斜坡，可以解释为畴壁以17到30 nm/ns的速度通过器件传播;较小的单元因此切换得更快。当电场阻碍P到AP的转换时，在转换之前会进行重复的转换尝试，在此期间电阻会瞬时增加，直到发生成功的反转。在50 nm处，P到AP切换在3 ns内可再现地进行，器件电阻单调增加。在反向转换（AP到P）中，即使在最小的结中也可能有几条反向路径。此外，在纳米尺度下，响应的不均匀性似乎仍然存在，有时在反转期间具有强烈无序的电特征。在100 nm以上的器件中，AP到P的转变之前是AP状态的强不稳定性。在切换到P之前，电阻变得非常激动，在产生具有可变性的电导的缓慢（20-50 ns）不规则增加的路径中。60 nm的未反转气泡可以在最大的结中持续几微秒。AP到P切换的复杂性降低，但不抑制当结的尺寸缩小到60 nm以下。初始AP状态的不稳定性不再被检测到，但其他特征仍然存在。在最小的结（50 nm），我们偶尔会观察到更快（低于1 ns）的开关事件。我们讨论了开关的不对称性和其大小的依赖关系的起源，重点是从参考层，这会影响成核是有利的区域中发出的杂散场的非均匀性的作用。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A nanoionic diode: Equilibrium rectifying junction enabling large and stable resistance variations
Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）
本文提出一种在平衡状态下工作的新型整流器，能够在纳米尺度下实现大而稳定的电阻变化，不同于传统非平衡二极管。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Gate- and Light-Tunable Negative Differential Resistance with High Peak Current Density in 1T-TaS$_2$/2H-MoS$_2$ T-Junction
基于金属的电子器件对于快速和抗辐射的电子电路具有吸引力，并且仍然是研究人员的长期目标之一。1 T-TaS $_2$是一种层状材料，它表现出强电荷密度波（CDW）驱动的电阻率开关，可以通过外部刺激（如电场和光脉冲）来控制，其出现引发了人们对金属电子学的新兴趣。在这里，我们展示了一个负微分电阻（NDR），利用电驱动的CDW相变在一个不对称设计的T型结组成的1 T-TaS $_2$ /2 H-MoS $_2$范德华异质结。该器件的工作原理是由多数载流子输运决定的，与通常的利用载流子隧穿的NDR器件不同，从而避免了范德华异质结中弱隧穿效率的瓶颈。因此，我们实现了超过$10^5$ nA $μ$ m $^{-2}$的峰值电流密度，这比在基于NDR实现的典型分层材料中获得的峰值电流密度高大约两个数量级。峰值电流密度可以通过外部栅极电压以及光选通来有效地调节。该设备对环境引起的退化具有鲁棒性，并且在一个多月的时间内多次测量中重复这些特性。这一发现对于有源金属基功能电路的实现具有重要意义。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
