中文摘要：

现代社会信息量爆炸式的增长，对发展低能耗、高密度和多功能的新型信息功能器件提出了迫切需求。基于多铁隧道结（铁电/铁磁/铁电结构）的存储元件结合了铁电隧道结的电致电阻特性和磁隧道结的隧道磁电阻特性，具有四个不同的、受磁场和电场调控的电阻状态，为实现多阻态存储提供了可能。更为重要的是，多铁隧道结中铁电与铁磁特性的磁电耦合作用，提供一种可能实现低能耗、无破坏、高速度、非易失的"磁读电写"存储读写方式，满足未来信息存储器件多功能、低能耗、高密度、高速度、非易失的发展要求，最近几年迅速成为科技领域的研究热点。本项目采用脉冲激光沉积的方法在单晶衬底上制备纳米尺度、高质量的La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3全氧化物多铁隧道结,通过对隧道结输运特性的研究，探索多铁隧道结四阻态存储特性及磁电相互作用的机理，进一步优化、提高多铁隧道结的存储特性、并实现多铁隧道结的电磁调控

结论摘要：

由于在自旋电子学领域的潜在应用价值和在理解自旋相关的隧穿过程方面的重要基础性作用，多铁隧道结吸引了越来越来研究者的兴趣。本项目采用脉冲激光沉积技术(PLD)在单晶衬底基片上制备了纳米厚度La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3（LSMO/BTO/LSMO）氧化物薄膜，通过优化脉冲激光沉积条件得到了界面清晰、表面平整、外延的多铁异质结构，在此基础上，通过微加工的手段制备纳米级的多铁隧道结。通过电输运特性的研究表明，电场和磁场的作用导致隧道结同时具有隧道磁电阻效应和隧道电致电阻效应，使多铁隧道结同时具有四种可重复、稳定的电阻状态，其中隧道电致电阻效应来源于多铁隧道结的铁电BTO势垒层，铁电极化反转导致的隧穿势垒的变化是导致隧道电致电阻效应的原因。进一步研究铁电势垒层自发极化改变对多铁隧道结输运特性的影响，发现一定强度的脉冲电压和一定条件的磁场下，电场能够有效调制隧道结的磁矩排列方式，能够是隧道结的磁矩从反平行排列转换为平行排列，有别于大电流导致的spin torque效应，这一现象更倾向于来自中间BTO铁垫层的逆压电效应，认为逆压电效应导致的界面应力的变化改变了最上面一层LSMO的磁各向异性和磁畴的大小，在一定的磁场条件下引起磁矩向平行于底层LSMO磁矩的方向（也是外磁场的方向）偏转。该工作对于探索和发展多铁隧道结在多维调控的非易失性存储器，特别是多阻态存储方面具有指导意义。基于此项目，共发表SCI文章12篇。