具有大能带偏移的氧化镍基异质结构
材料科学
2020-08-26 v1
摘要
我们展示了基于p型氧化镍（NiO）与n型氧化物半导体氧化锌（ZnO）和氧化镉（CdO）的异质结构中电子输运的研究结果。NiO是（光）电子器件应用中的理想候选材料。然而，由于其电子亲和能较小，其与大多数n型氧化物半导体形成的异质结在异质界面处呈现超过1 eV的导带与价带偏移。ZnO/NiO结呈现所谓的II型能带排列，使得电子-空穴复合成为电流垂直流过该结构的唯一过程。尽管如此，这些异质结被证明在高效光电器件中具有实际用途，我们在此以紫外转换透明太阳能电池为例加以说明。这些器件虽具有高转换效率，但受制于两个与II型界面相关的光激活复合通道，其中之一我们在此进行了更详细的识别与分析。此外，我们研究了CdO/NiO接触——一种具有更大能带偏移从而实现III型能带排列的异质结构。这种情况在理论上使得开发由拓扑保护态组成的二维电子系统成为可能。我们给出的实验表明，CdO/NiO异质结构确实承载了一个在两种材料单独研究时均不存在的导电层。
引用
@article{arxiv.1910.13169,
title = {Nickel oxide-based heterostructures with large band offsets},
author = {Robert Karsthof and Holger von Wenckstern and Jesus Zuniga-Perez and Christiane Deparis and Marius Grundmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.13169},
year = {2020}
}