在BiFeO3-BaTiO3-基于固体溶液中的分散铁电相位过渡依赖光伏效应
Jin-Quan Dou1,2, Gao-Chao Zhao2,3, Lei Xie1,2
1Anhui University, Hefei, Anhui 230601, People's Republic of China.
Inorganic chemistry
|November 22, 2024
概括
铁电半导体中的光伏效应尚未完全理解. 这项研究表明,它更多地取决于晶体结构和域动态,而不是BFC-BTM材料中的铁电极化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 铁电 (FPV) 半导体中的光伏效应正在引起人们的兴趣,但其潜在的微观机制仍然不清楚.
- 了解这些机制对于开发基于铁电材料的新型光电子设备至关重要.
研究的目的:
- 研究晶体结构,介电,铁电和域特征对FPV效应的影响.
- 为了阐明相位转换和开放电路光伏 (V_OC) 之间的关系,在0.7BiFeO3-0.3BaTiO3系统中添加了Cr和Mn.
主要方法:
- 合成和表征0.7BiFe1-xCrxO3-0.3BaTi1-yMnyO3 (BFC-BTM) 系统的不同Cr和Mn含量 (0.01 ≤ x ≤ 0.07).
- 使用各种实验技术分析晶体结构,相变,铁电性质和域演变.
- 测量光伏响应,特别是开放电路光伏 (V_OC).
主要成果:
- 对于x ≥0.05,观察到从方圆/四边形到伪立方相的结构过渡,伴随着减少格子扭曲和宏大铁电域的损失.
- 对于x ≥ 0.05.5,观察到放松铁电相变的扩散度显著增加和V_OC的减少.
- 铁电极化显示出微弱的变化,表明FPV效应在FPV效应中的作用有限.
结论:
- 在BFC-BTM中的FPV效应强烈依赖于扩散放松铁电相变和晶体结构,而不是铁电极化.
- 这些发现表明,亚微米域动力学和与非中心对称相关的变速电流机制在FPV效应中起着关键作用.
- 这项研究为FPV效应的微观起源提供了洞察力,指导了先进铁电光伏设备的设计.
