Sci. Adv.:铁电-顺电超晶格中的强增强和可调光伏效应
兔兔 兔兔 2021-06-04

自从首次在铁电钛酸钡(BaTiO3)中观察到光伏效应以来,一直有研究致力于分析这种效应,但只有少数人试图设计一种增强效应。与此同时,薄膜制造方面的巨大进步开辟了大量以前未探索过的途径,可以通过超晶格形式的生长来调整和增强材料的性能。有鉴于此,马丁·路德大学Akash Bhatnagar等人

 

本文要点:

1提出了一种策略,将铁电BaTiO3(BTO)夹在顺电SrTiO3(STO)和CaTiO3(CTO)之间,以超晶格形式产生强大的可调光电流增强。报道了从BTO、STO和CTO层组成的超晶格(SLs)中提取光电流的系统研究。

2与纯BTO层的响应相比,三色超晶格在3.06 eV的光能量下有3个数量级的增强,在太阳照射下大约有两个数量级的增强。这种增强可以通过超晶格的周期性来调节,并在1.5 AM辐照下持续增强。

3系统的研究强调了大介电常数和低带隙的关键作用。与双色SL和温度依赖测量的比较突出了三组分体系的必要性,并排除了界面的贡献。对光谱光响应和介电测量的分析揭示了实现和设计这些光伏(PV)电流急剧增强的基本条件。

Yeseul Yun et al. Strongly enhanced and tunable photovoltaic effect in ferroelectric-paraelectric superlattices. Sci. Adv. 2021, 7 (23), eabe4206.

DOI: 10.1126/sciadv.abe4206.

https://advances.sciencemag.org/content/7/23/eabe4206


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