关于铁电的研究已有百年历史。近年来,低维铁电体系蓬勃发展,为铁电家族引入了新的成员。其中的二维铁电绝缘体天然地适合制备成铁电隧穿结,为铁电在电子学器件中的应用提供了方便。对其进行研究将推进相关基础科学和应用技术的发展。
薛加民课题组和合作者在前期工作的基础上(Advanced Materials 34, 2203990 (2022)),制备了基于三个原子层厚的氮化硼铁电器件,如图一a所示。由于层间转角,他们发现在器件中同时出现了面外铁电和反铁电的畴(图一b)。
通过利用导电原子力显微镜,他们精细地测量了铁电和反铁电区域的隧穿曲线,发现了有趣的铁电极化逐层反转的特性。如图二所示,研究者确定了极化翻转的路径,同时也实现了器件在三个或四个阻值之间的切换。