多晶磷化镓薄膜中电阻开关的光学调控
材料科学
2021-01-19 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
我们研究了直接生长在 Si 上的磷化镓（GaP）薄膜的纳米级电阻开关特性随入射光的变化关系。首先，自生长 GaP 薄膜表现出较高的 RON/ROFF（约 10^4），这被证明源于沿晶界形成的导电通道。我们认为，晶界处的点缺陷（最可能为 Ga 间隙原子）和结构无序为丝状开关过程提供了理想环境。接下来，我们探究此类缺陷是否会产生带隙中间态，以及若如此能否被光子激发激活。第一性原理计算以及紫外-可见光谱和光致发光光谱均强烈指向多晶 GaP 薄膜中存在带隙中间电子态的可能性。采用扫描探针技术——光导原子力显微镜（phAFM）对 GaP 薄膜表面随入射光子能量（从亚带隙到带隙以上）产生的光电流进行成像。我们观察到即便入射光子能量低于带隙仍存在光电流，这与带隙中间电子态的存在一致。此外，光电流大小被发现与入射光子能量成正比，同时丝状电阻降低。这表明直接集成于 Si 上的 GaP 可成为一种有前景的光子电阻开关材料体系。
引用
@article{arxiv.2101.06538,
title = {Optical Tuning of Resistance Switching in Polycrystalline Gallium Phosphide Thin Films},
author = {Fran Kurnia and Jan Seidel and Judy N. Hart and Nagarajan Valanoor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06538},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 6 figures