Electric-field-induced photoconductivity and resistance switching in Fe-doped amorphous carbon/PMN-PT heterostructures
Electric-field-induced photoconductivity and resistance switching in Fe-doped amorphous carbon/PMN-PT heterostructures
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Fe 掺杂非晶碳/PMN-PT 异质结构中的电场诱导光电导和电阻切换
DOI：
10.1088/2053-1591/aae3a7
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发表时间：
2018-09
影响因子：
2.3
通讯作者：
Gao J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Y. C.;He A. P.;Wang L.;Zhao R.;Liu G. Z.;Wang B.;Huang J.;Wang L. J.;Gao J.
由于无序结构，无定形碳被认为会消耗吸收光子的能量，因此对光照不敏感。在这里，我们观察到在 PMN-PT 基板 (a-C:Fe/PMN-PT) 上生长的 Fe 掺杂非晶碳薄膜中由偏振驱动场引起的显着光电导性。在没有外部电场（E 场）的情况下，532 nm 光照射产生的电阻变化小于 0.2%。当在PMN-PT基板上施加电场时，(Rlight – Rdark)/Rdark的值达到最大值76.7%，表现出很大的光电导效应。此外，a-C:Fe/PMN-PT异质结构表现出强电场诱导的载流子传输调制，并引起高达70%的电阻变化。随着电场克服阈值场，样品从高电阻状态切换到低电阻状态。一种可能的机制归因于 a-C:Fe/PMN-PT 界面中表面电荷促进的电子-空穴对的分离。
Amorphous carbon was thought to consume the energy of absorbed photons due to its disordered structure, and thus insensitive to the light illumination. Here, we observe a significant photoconductivity induced by a polarization-driven field in the Fe-doped amorphous carbon films grown on PMN-PT substrates (a-C:Fe/PMN-PT). In absence of an external electric field (E-field), the 532-nm light illumination generates less than 0.2% change in resistance. With a field applied across PMN-PT substrates, the value of (Rlight − Rdark)/Rdark reaches the maximum of 76.7%, exhibiting a large photoconductivity effect. Moreover, the a-C:Fe/PMN-PT heterostructures show a strong electric-field-induced modulation of carrier transport, and cause a resistance change up to the maximum of 70%. The samples switch from the high resistance state to low resistance state with the E-field overcoming a threshold field. A possible mechanism has been attributed to the separation of electron-hole pairs encouraged by the surface charge in the a-C:Fe/PMN-PT interface.
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