本发明公开了一种异质结，包括衬底和在衬底上外延生长的一层铁电薄膜，所述衬底为n型或p型掺杂硅半导体，所述铁电薄膜为SrTiO₃薄膜。本发明还公开了一种铁电隧道结，包括上述异质结，所述异质结的铁电薄膜表面覆有上电极，异质结的铁电薄膜作为铁电隧道结的势垒层，异质结的衬底作为铁电隧道结的下电极。本发明还公开了它们的制备和应用。本发明异质结实现了钛酸锶与非本征硅的直接外延生长，表现出了稳定的极化翻转特性，制成隧道结可电调制势垒的高度而且可电调制势垒的宽度，从而大大提高了隧道电阻。