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Control of photocurrent and multi-state memory by polar order engineering in 2H-stacked α-In2Se3 ferroelectric

铁电性 非易失性存储器 电场 材料科学 光电子学 极地的 光电流 范德瓦尔斯力 平面的 纳米技术 物理 电介质 计算机科学 量子力学 天文 分子 计算机图形学(图像)
作者
Baohua Lv,Wuhong Xue,Zhi Yan,Ruilong Yang,Hao Wu,Peng Wang,Yuying Zhang,Jiani Hou,Wenguang Zhu,Xiaohong Xu
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:65 (6): 1639-1645 被引量:14
标识
DOI:10.1007/s40843-021-1920-9
摘要

Controlling the polar order in ferroelectric materials may enrich the diversity of their property and functionality, offering new opportunities for the design of novel electronic and optoelectronic devices. In this paper, we report a planar multi-state memory device built upon a two-dimensional (2D) van der Waals layered ferroelectric material, 2H α-In2Se3. Three (high, median and low) resistance states are demonstrated to be interconvertible in this device with a fast switching speed, excellent endurance and retention performances via the modulation of the polar order of the ferroelectric α-In2Se3 layers under an in-plane electric field. Remarkably, reversible switching between the median-resistance state and the low-resistance state can be achieved by an ultralow electric field of 1–2 orders of magnitude smaller than the reported values in other 2D ferroelectric material-based memory devices. Furthermore, the three different polar order states are discovered to exhibit distinctive photo-responses. These results demonstrate great potentials of α-In2Se3 in nonvolatile high-density memory and advanced optoelectronic device applications.
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