Tunnel Electroresistance in Superconducting/Ferroelectric Junctions

ORAL

Abstract

The term tunnel electroresistance (TER) was coined to describe a non-volatile resistive switching observed in ferroelectric tunnel junctions, in which the application of an electric-field pulse drastically changes the electrons’ tunneling rate. This effect can be explained by various mechanisms related to the nonvolatile reversal of the ferroelectric polarization. Using superconducting junctions we demonstrate that the same resistance switching effects can be obtained via an unrelated mechanism: oxygen electro-migration and the resulting modification of the electrodes’ ground-state at the junction interfaces. This mechanism allows simplifying the architecture of the TER-like devices, making unnecessary the presence of a ferroelectric barrier. Furthermore, we demonstrate that in the case of quasiparticles (electrons with superconducting correlations the tunnel resistance switching is over one order-of-magnitude larger than for normal electrons.

*Work supported by the ERC grant 647100 and French ANR grant ANR-15-CE24-0008-01.

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Presenters

  • Victor Rouco

    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

Authors

  • Victor Rouco

    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • Ralph El Hage

    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • Anke Sander

    • Unité Mixte de Physique, CNRS/Thales, Université Paris Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unite Mixte de Physique, CNRS, Thales, Univ. Paris-Sud, Université Paris Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • J Grandal

    • Grupo de Física de Materiales Complejos, Dpt. Física de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain

  • J Briatico

    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • Sophie Collin

    • Unité Mixte de Physique, CNRS/Thales, Université Paris Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique CNRS/Thales, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 91767 Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique CNRS/Thales

  • J Trastoy

    • Unite Mixte de Physique, CNRS, Thales, Univ. Paris-Sud, Université Paris Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • K Bouzehouane

    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique CNRS/Thales, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 91767 Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France

  • A Bouzdine

    • Univ Bordeaux, LOMA UMR CNRS 5798, F-33405 Talence, France

  • G Singh

    • Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, 75005 Paris, France

  • N Bergeal

    • Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, 75005 Paris, France

  • C Feuillet-Palma

    • LPEM, Sorbonne Université, ESPCI, CNRS, PSL
    • Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, 75005 Paris, France

  • J Lesueur

    • LPEM, Sorbonne Université, ESPCI, CNRS, PSL
    • Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, 75005 Paris, France

  • Maria Varela

    • Complutense University
    • Grupo de Física de Materiales Complejos, Dpt. Física de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain

  • Jacobo Santamaria

    • GFMC, Dpto. Física de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, Spain
    • Universidad Complutense de Madrid. Spain
    • Grupo de Física de Materiales Complejos, Dpt. Física de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain

  • Javier Villegas

    • Unité Mixte de Physique, CNRS/Thales, Université Paris Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
    • Unite Mixte de Physique, CNRS, Thales, Univ. Paris-Sud, Université Paris Saclay, Palaiseau, France
    • Unité Mixte de Physique, CNRS Thales, Université Paris-Sud, Université Paris Saclay, 91767 Palaiseau, France