在數據爆炸式增長的時代，全球數據存儲需求預計將在2025年達到200澤字節，但傳統電荷存儲設備的速度瓶頸嚴重制約了數據處理效率。當前非易失性存儲器(NVM)雖然解決了斷電數據保存問題，但電信號尋址方式仍面臨速度限制、熱噪聲干擾等挑戰。與此同時，純光學存儲方案又受限于光電信號轉換的復雜性。這種兩難境地促使科學家們將目光投向表面等離子體激元(SPP)——這種能在金屬-介質界面傳播的電磁波模式，兼具光的高速性和電的易檢測性。

為突破這一技術瓶頸，研究人員開發了一種革命性的存儲方案：等離子體尋址鐵電隧道結隨機存取存儲器(PFTJ-RAM)。該器件巧妙地將鐵電隧道結(FTJ)與金屬-絕緣體-金屬(MIM)等離子體波導結構合二為一，在3-5 nm厚的HfO₂鐵電層中實現了雙穩態存儲。通過精確調控Au電極與HfO₂界面的氧空位缺陷態(V^-/V^2-)，研究人員首次實現了SPP信號寫入與隧穿電流讀取的完美結合。

研究采用了三項關鍵技術：等離子體增強原子層沉積(PEALD)制備氧空位富集的HfO₂鐵電薄膜；克雷奇曼(Kretschmann)構型激發800 nm激光誘導SPP；鎖相放大技術檢測納安級隧穿電流。通過壓電力顯微鏡(PFM)證實了HfO₂的鐵電性，高分辨透射電鏡則揭示了其非晶結構特征。

RESULTS部分揭示了器件的核心性能：

1. 電學特性顯示FTJ具有典型滯回曲線，在±2 V偏壓下實現7 nA隧穿電流，負微分電阻(NDR)現象表明界面陷阱態的關鍵作用。
2. SPP尋址實驗證實了純等離子體效應：p偏振光在特定入射角(θ_SPP)產生最大電流，閾值功率P_th=150-220 mW時出現電流方向反轉。
3. 存儲操作演示中，+0.5 V/-0.5 V雙極脈沖配合SPP實現了穩定的Set/Reset操作，State (II)在60分鐘讀取間隔下保持穩定。

DISCUSSION指出，雖然當前耐久性不及傳統Fe-RAM，但PFTJ-RAM的創新性在于：

1. 首次實現全CMOS工藝兼容的等離子體-電子混合存儲架構
2. 利用HfO₂氧空位(<1.7×10²¹ cm^-3)誘導的鐵電性，突破了傳統鈣鈦礦鐵電材料的集成限制
3. 為神經形態計算提供了納秒級響應的新型突觸器件方案

這項研究開創性地將等離子體光子學與鐵電電子學融合，為解決"內存墻"問題提供了新思路。未來通過優化HfO₂/Au界面態和探索Cu/Al等替代電極材料，有望進一步提升器件性能，推動光電子融合計算芯片的發展。