1.一种低温存储器件,其特征在于,该低温存储器件具有低温高电流开关特性且可实现外场电控,以铁电材料BaTiO3作为隧穿层,分别以铁磁金属氧化物La0.7Sr0.3MnO3、n型掺杂Nb:SrTiO3和Au作为低温存储器件的上电极、底电极和顶电极;
该低温存储器件的制备方法包括以下步骤:
S1:将13.8wt%氧化镧粉末、50.3wt%氧化锶粉末和35.9wt%氧化锰粉末均匀混合,得到混合粉末A;将85wt%钛酸钡粉末和15wt%氧化钛粉末均匀混合,得到混合粉末B,将混合粉末A、球磨介质和酒精按质量比1:1.25:1.2置于球磨罐内球磨,得到球磨粉末A;将混合粉末B、球磨介质和酒精按质量比1:1.25:1.2置于球磨罐内球磨,得到球磨粉末B;
S2:将球磨粉末A和球磨粉末B分别放入箱式炉中加热烧结,随后均通过单项压片机压成生胚,生胚通过固相烧结法进行烧结,得到La0.7Sr0.3MnO3和BaTiO3陶瓷靶材;
S3:将La0.7Sr0.3MnO3和BaTiO3陶瓷靶材置于脉冲激光沉积系统的腔体内,选用n型掺杂Nb:SrTiO3作为衬底,分别进行BaTiO3陶瓷靶材和La0.7Sr0.3MnO3的沉积,得到La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/Nb:SrTiO3异质结;
S4:将La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/Nb:SrTiO3异质结取出并置于管式炉中通入氧气进行退火;
S5:将La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/Nb:SrTiO3异质结进行光刻及化学刻蚀处理,再蒸镀一层Au电极,制得低温存储器件。
2.根据权利要求1所述的一种低温存储器件,其特征在于,所述铁磁金属氧化物La0.7Sr0.3MnO3在低温下具有量子效应,所述n型掺杂Nb:SrTiO3为0.7wt%Nb掺杂SrTiO3,所述Au的导电性质优异。
3.根据权利要求1所述的一种低温存储器件,其特征在于,步骤S1中,球磨转速为
215rpm,球磨时间为48h;步骤S2中,烧结温度为1000‑1200℃,升温速率1‑5℃/min,保温时间为12‑72h。
4.根据权利要求3所述的一种低温存储器件,其特征在于,步骤S3中,激光功率为120‑‑3 ‑2
260mJ,氧分压为2×10 ‑1.2×10 mbar,衬底加热温度在700‑850℃,保温时间0.5‑2h;步
2 2
骤S4中,氧分压1×10‑3×10mbar,退火温度为750‑950℃,保温24h进行退火。
5.根据权利要求4所述的一种低温存储器件,其特征在于,步骤S5中,所述La0.7Sr0.3MnO3电极层的直径为20μm,厚度为15u.c;BaTiO3电极层的厚度为6u.c,面积1.5cm×1.5cm;Au电极层的厚度为50μm、20nm。
6.根据权利要求1所述的一种低温存储器件,其特征在于,该低温存储器的调控方法包括以下步骤:(1)将上述低温存储器件置于强磁场低温测试输运系统,将测试温度从室温逐渐降至一定温度进行输运测试;
(2)固定步骤(1)中某一特定温度,外加一定电压,通过一定电压读取器件存储信息实现低温存储器件的开关态电场及温场调控;
(3)重复S1及S2步骤数次,保持一定时间进行疲劳测试判断器件调控稳定性。
7.根据权利要求6所述的一种低温存储器件,其特征在于,步骤(1)中,一定温度为10K;
步骤(2)中,固定温度为300‑10K,外加电压在2‑5V,读取电压0.1‑1V。