鐵電隧道結具有簡潔的金屬-超薄鐵電-金屬疊層器件結構。鐵電隧道結利用鐵電極化翻轉調控量子隧穿效應以獲得不同電阻態，從而實現數據存儲功能。由于鐵電極化亞納秒尺度的超快翻轉以及緊湊的交叉陣列結構，鐵電隧道結具有高速讀寫、低功耗和高存儲容量等優點，近年來在信息存儲領域備受關注。隧穿電致電阻 （或開關比）是衡量隧道結性能的核心指標。2005年，理論模型提出，隧穿電致電阻與界面電荷屏蔽效應、鐵電極化強度等相關。目前，一般通過多樣化的電極工程，如利用插層的相變特性調控隧穿勢壘，或利用半導體電極材料引入額外肖特基勢壘，或利用新興二維金屬電極材料引入載流子濃度調控，來調制電荷屏蔽效應，提升隧穿電致電阻。鐵電極化強度對電致電阻的影響同樣關鍵。然而，由于制備工藝和定量研究手段的限制，鐵電層的電極化強度如何定量影響隧穿電致電阻迄今尚無實驗驗證。
中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心功能材料與器件研究部研究員胡衛進和楊騰，聯合材料結構與缺陷研究部研究員唐云龍等，提出了利用緩沖層定量調控外延應變，延遲鐵電晶格弛豫從而增強極化強度的策略，揭示了極化強度同鐵電隧道結開關比之間的內在關聯。3月4日，相關研究成果以Epitaxial Strain Enhanced Ferroelectric Polarization Towards a Giant Tunneling Electroresistance為題，發表在《美國化學學會-納米》（ACS Nano）上。這一成果為設計具有大開關比的高性能鐵電隧道結存儲器提供了全新思路。
該研究以Sr3Al2O6/La0.67Sr0.33MnO3/BaTiO3為模型體系，利用激光分子束外延技術實現了多層膜的原子級逐層生長。研究結合高分辨X射線衍射技術、宏觀鐵電極化性能測試、像差校正透射電子顯微鏡等研究手段發現，通過變化Sr3Al2O6緩沖層厚度可以連續調控BaTiO3單晶薄膜的應變，獲得隨面內壓應變增大而線性增加的鐵電極化強度。該實驗結果與第一性原理計算結果一致。研究發現，應變敏感系數在典型鈣鈦礦鐵電材料中最大，達28 μC/cm2/%。基于此，科研人員得以在-2.1%的壓應變下，在BaTiO3/La0.67Sr0.33MnO3界面獲得高達80 μC/cm2鐵電極化強度，打破了目前已報道的最高值。得益于這一鐵電極化強度，研究在La0.67Sr0.33MnO3/BaTiO3 (3.2 nm)/Pt鐵電隧道結中實現了105的巨大隧穿電致電阻，比沒有緩沖層的鐵電隧道結高100倍。
研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、遼寧省中央引導地方科技發展專項的支持。