BiFeO3(BFO)作为室温单相多铁性材料,不但具有优越的铁电特性,同时由于电、磁、应变之间的耦合作用,可以实现用电场控制磁化,是研究新型多态磁电存储器的首选材料。最近有文献报道了在BFO单晶中又观察到了与铁电极化相关的可反转的二极管整流特性。这种受铁电极化调控的导电行为,不但增加了多铁性BFO材料的多功能特性,也更加丰富了BFO的物理内涵,除了铁电、铁磁和铁弹三个序参量之间的耦合,电输运特性与三个参量之间也存在相互作用。

  中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理实验室金奎娟研究组,在氧化物薄膜的激光法制备和物理研究方面取得了丰硕的成果。最近,王灿副研究员、金奎娟研究员、吕惠宾研究员及杨国桢院士等人利用激光分子束外延设备,成功地制备了具有优越铁电性的BFO外延薄膜,并首次在BFO外延薄膜中观察到了可反转二极管特性和相应的电致电阻效应。研究表明,BFO外延薄膜的可反转二极管特性与铁电极化相关,二极管的正向导电方向受铁电极化的方向控制,因此二极管的极性随着铁电极化的反转而发生反转。他们分析了BFO外延薄膜与氧缺位相关的半导体特性,提出了受铁电极化调制的肖特基势垒模型,阐述了相关物理现象的产生和机制。该研究发表在Appl.
Phys. Lett. 98, 192901 (2011).