Tunnel Electroresistance in Superconducting/Ferroelectric Junctions

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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.

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