BaTiO$_3$基铁电氧化物中的体光伏效应：实验与理论研究
材料科学
2021-04-08 v1
摘要
非中心对称体系所展现的体光伏效应因观测到的大开路电压而获得研究关注。呈现反常光伏效应的铁电体系大多以多相共存方式结晶。因此，构建多相体系的计算困难限制了通过唯象理论与位移电流理论对光伏的细致研究。本工作中，设计铁电Ba(BiK)TiO（BBKT）氧化物结晶为单相四方对称性并具改善的极化特性，发现其展现大光伏响应。对BBKT样品的实验与理论研究揭示其带隙相较母体BaTiO降低约18%。作为光强与光偏振角函数的短路电流分别呈现线性与正弦响应。观测特征与唯象理论一致。显著地，x = 0.125样品展现比母体高约8倍的开路电压（7.39 V）。增强的光伏效应归因于沿z方向的位移电流增大，这由O-2p轨道占据价带与Bi-6p轨道占据导带带来的额外电荷中心偏移所证实。值得注意的是，BBKT导带底简并的Bi-p态有利于z方向的大位移电流响应。
引用
@article{arxiv.2104.03134,
title = {Bulk photovoltaic effect in BaTiO$_3$-based ferroelectric oxides: An experimental and theoretical study},
author = {Subhajit Pal and S. Muthukrishnan and Banasree Sadhukhan and Sarath N. and D. Murali and Pattukkannu Murugavel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03134},
year = {2021}
}