Electrically modulated photoresponse and optically modulated electroresistance in a ferroelectric heterostructure with PbZr0.2Ti0.8O3 barriers

异质结 材料科学 光电流 铁电性 光电子学 极化 极化(电化学) 光电探测器 电介质 化学 物理化学
作者
Zhuokun Han,Boyong Zhang,Fenglin Wang,Bingcheng Luo,Shuanhu Wang,Wei Zhai,Jianyuan Wang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (11) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0164199
摘要

Ferroelectric heterostructures hold great promise for developing multifunctional memristors and optoelectronic devices. In this study, we report a ferroelectrically modulated photoresponse and optically modulated electroresistance behaviors in the Pt/PbZr0.2Ti0.8O3(PZT)/Nb-doped SrTiO3 (NSTO) heterostructure. The short-circuit photocurrent rises from 28 nA (after poling at +5 V) to 345 nA (after poling at −5 V) when illuminated with 360 nm of 10 mW·cm−2, exhibiting a massive photocurrent variation ratio of 1230%. This result can be attributed to the modulation of the ferroelectric polarization on the built-in field at the PZT/NSTO interface, which impacts the separation of photogenerated carriers. Furthermore, the heterostructure has a large high/low resistance ratio of 6 × 105%, which decreases to 2 × 104% when illuminated with 360 nm light. This finding is attributed to ferroelectric polarization and light illumination modulating the barrier height and width. Overall, this research suggests a promising strategy for developing self-powered heterojunction photodetectors and multifunctional memory devices.
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