[发明专利]光擦除和读取的铁电隧道结存储单元及其擦除和读取方法

权利要求书

1.一种光擦除和读取的铁电隧道结存储单元,包括依次堆叠的衬底、半导体下电极、铁电超薄膜和二维材料半导体上电极,其特征在于，所述半导体下电极位于所述衬底和所述铁电超薄膜之间，所述铁电超薄膜位于所述二维材料半导体上电极和所述半导体下电极之间；

所述的铁电超薄膜厚度为0.4nm-10nm，所述半导体下电极的厚度为10nm-80nm，所述二维材料半导体上电极的厚度为0.1nm-20nm；

所述半导体下电极由钌酸锶、掺杂钛酸锶、镧锶锰氧、掺铌钛酸锶、氧化铟锡中的一种或者几种薄膜叠加构成；

所述二维材料半导体上电极为二硫化钼、硫化锡、硫化锗、硫化钨、硫化镓、硫化镉中的一种或者几种薄膜叠加构成。

2.根据权利要求1所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元，其特征在于，所述铁电超薄膜是由锆掺杂氧化铪、钇掺杂氧化铪、硅掺杂氧化铪、铝掺杂氧化铪、钆掺杂氧化铪、钛酸铅、钛酸锆铅、铁酸铋、掺杂铁酸铋、钛酸钡、掺杂钛酸钡、铁酸镥、掺杂铁酸镥、铁酸镓、掺杂铁酸镓中的任意一种材料构成。

3.根据权利要求1所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元，其特征在于，所述半导体下电极和所述二维材料半导体上电极的禁带宽度不相等且均小于所述铁电超薄膜的禁带宽度。

4.根据权利要求1所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元，其特征在于，所述半导体下电极和所述二维材料半导体上电极不同时为n型半导体且不同时为p型半导体。

5.一种光擦除和读取的铁电隧道结存储单元的擦除和读取方法，其特征在于，所述光擦除和读取的铁电隧道结存储单元通过控制光辐照时光子能量和光强来实现存储态的擦除；

所述光擦除和读取的铁电隧道结存储单元,包括依次堆叠的衬底、半导体下电极、铁电超薄膜和二维材料半导体上电极,其特征在于，所述半导体下电极位于所述衬底和所述铁电超薄膜之间，所述铁电超薄膜位于所述二维材料半导体上电极和所述半导体下电极之间；

所述的铁电超薄膜厚度为0.4nm-10nm，所述半导体下电极的厚度为10nm-80nm，所述二维材料半导体上电极的厚度为0.1nm-20nm；

所述半导体下电极由钌酸锶、掺杂钛酸锶、镧锶锰氧、掺铌钛酸锶、氧化铟锡中的一种或者几种薄膜叠加构成；

所述二维材料半导体上电极为二硫化钼、硫化锡、硫化锗、硫化钨、硫化镓、硫化镉中的一种或者几种薄膜叠加构成。

6.根据权利要求5所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元的擦除和读取方法，其特征在于，所述光擦除和读取的铁电隧道结存储单元存储态擦除时光子能量大于所述半导体下电极和所述二维材料半导体上电极的禁带宽度，且小于所述铁电超薄膜的禁带宽度。

7.根据权利要求5所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元的擦除和读取方法，其特征在于，通过控制光辐照时光子能量和光强使所述光擦除和读取的铁电隧道结存储单元中产生隧穿电流，通过读取隧穿电流来实现存储态的读取。

8.根据权利要求7所述的光擦除和读取的铁电隧道结存储单元的擦除和读取方法，其特征在于，所述读取时光辐照的光子能量介于所述半导体下电极的禁带宽度和所述二维材料半导体上电极的禁带宽度之间。