Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 10

Ferroelectric effect in oxide based pyro-phototronic photodetector

Zjawisko ferroelektryczne w fotodetektorze bazującym na tlenkach wykorzystującym efekt pirofototroniczny

10.15199/48.2023.10.51

nr katalogowy: 145816
10.15199/48.2023.10.51

Streszczenie

Growing number of photodetectors in use might require sheer amounts of energy to power them and in order to prevent that, studies on self-powered detectors are gaining more popularity. A common approach synergistically couples multiple effects, to combine all of their advantages. In this work we attempt to refine characteristics of a pyro-phototronic device, based on Si/SnOx/ZnO heterojunction, by the introduction of a ferroelectric BCZT (0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3–0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3) layer. The influence of the ferroelectric polarization on the performance of the detector is observed, however the enhancement of electric field does not result in improvement of detection parameters

Abstract

Rosnąca liczba fotodetektorów używanych dookoła nas może w przyszłości wymagać ogromnych nakładów energii do zasilania. By temu zapobiec, popularnym przedmiotem badan są fotodetektory samozasilające, powszechnie opierające się na strukturach wykorzystujących jednocześnie wiele różnych efektów. W tej pracy staramy się poprawić parametry detektora pirofototronicznego bazującego na złączu Si/SnOx/ZnO, wprowadzając do niego ferroelektryczną warstwę BCZT (0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3–0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3). Obserwujemy wpływ polaryzacji ferroelektryka na osiągi urządzenia, jednak zwiększenie pola elektrycznego nie skutkuje poprawą parametrów detekcji.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Y. Wang, L. Zhu, Y. Feng, Z. Wang, and Z. L. Wang, “Comprehensive Pyro-Phototronic Effect Enhanced Ultraviolet Detector with ZnO/Ag Schottky Junction,” Adv. Funct. Mater., vol. 29, no. 5, p. 1807111, Feb. 2019, doi: https://doi.org/10.1002/adfm.201807111.
[2] Z. Wang et al., “Light-induced pyroelectric effect as an effective approach for ultrafast ultraviolet nanosensing,” Nat. Commun., vol. 6, no. 1, p. 8401, 2015, doi: 10.1038/ncomms9401.
[3] S. Sahare et al., “Pyro-phototronic effect: An effective route toward self-powered photodetection,” Nano Energy, vol. 107. Elsevier, p. 108172, Mar. 01, 2023, doi: 10.1016/j.nanoen.2023.108172.
[4] L. Zhu and Z. L. Wang, “Recent Progress in Piezo-Phototronic Effect Enhanced Solar Cells,” Adv. Funct. Mater., vol. 29, no. 41, p. 1808214, Oct. 2019, doi: 10.1002/ADFM.201808214.
[5] K. Maity et al., “Piezo-phototronic effect in highly stable CsPbI3-PVDF composite for self-powered nanogenerator and photodetector,” Nano Energy, vol. 92, p. 106743, Feb. 2022, doi: 10.1016/J.NANOEN.2021.106743.
[6] A. R. Jayakrishnan et al., “Inorganic ferroelectric thin films and their composites for flexible electronic and energy device applications: current progress and perspectives,” Journal of Materials Chemistry C, vol. 11, no. 3. The Royal Society of Chemistry, pp. 827–858, Jan. 19, 2022, doi: 10.1039/d2tc04424b.
[7] J. P. B. Silva et al., “Large ferro-pyro-phototronic effect in 0.5Ba(Zr 0.2 Ti 0.8 )O 3-0.5(Ba 0.7 Ca 0.3 )TiO 3 thin films integrated on silicon for photodetection,” 2022, doi: 10.1002/cey2.297.
[8] A. B. Swain, M. Rath, S. Pal, M. S. Ramachandra Rao, V. Subramanian, and P. Murugavel, “Self-polarization effect on large photovoltaic response in lead free ferroelectric 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 epitaxial film,” Appl. Phys. Lett., vol. 113, no. 23, p. 233902, Dec. 2018, doi: 10.1063/1.5068699.
[9] J. P. B. Silva et al., “Ferroelectric phase transitions studies in 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 ceramics,” J. Electroceramics, vol. 35, no. 1–4, pp. 135–140, Dec. 2015, doi: 10.1007/S10832-015-0005-Y/METRICS.
[10] Y. Liu, Y. Ji, Y. Xia, L. Wu, C. R. Bowen, and Y. Yang, “Enhanced photocurrent in ferroelectric Bi0.5Na0.5TiO3 materials via ferro-pyro-phototronic effect,” Nano Energy, vol. 98, p. 107312, Jul. 2022, doi: 10.1016/J.NANOEN.2022.107312.
[11] K. Zhao, B. Ouyang, and Y. Yang, “Enhancing Photocurrent of Radially Polarized Ferroelectric BaTiO3 Materials by FerroPyro-Phototronic Effect,” iScience, vol. 3, pp. 208–216, May 2018, doi: 10.1016/J.ISCI.2018.04.016.
[12] J. P. B. Silva et al., “High-performance self-powered photodetectors achieved through the pyro-phototronic effect in Si/SnOx/ZnO heterojunctions,” Nano Energy, vol. 89, no. May, p. 106347, Nov. 2021, doi: 10.1016/j.nanoen.2021.106347.
[13] J. P. B. Silva et al., “Perovskite ferroelectric thin film as an efficient interface to enhance the photovoltaic characteristics of Si/SnOx heterojunctions,” J. Mater. Chem. A, vol. 8, no. 22, pp. 11314–11326, 2020, doi: 10.1039/D0TA02198A.
[14] J. P. B. Silva et al., “High-Performance Ferroelectric–Dielectric Multilayered Thin Films for Energy Storage Capacitors,” Adv. Funct. Mater., vol. 29, no. 6, Feb. 2019, doi: 10.1002/adfm.201807196.
[15] S. Qiao, H. Sun, J. Liu, G. Fu, and S. Wang, “The nanowire length dependence of the photoresponse and Pyro-phototronic response in the ZnO-based heterojunctions,” Nano Energy, vol. 95, p. 107004, May 2022, doi: 10.1016/J.NANOEN.2022.107004.
[16] M. Xue, W. Peng, X. Tang, Y. Cai, F. Li, and Y. He, “PyroPhototronic Effect Enhanced Pyramid Structured p-Si/n-ZnO Nanowires Heterojunction Photodetector,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 15, p. 4689, Jan. 2022, doi: 10.1021/ACSAMI.2C18011/ASSET/IMAGES/LARGE/AM2C180 11_0006.JPEG

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-10 , nr katalogowy 145816 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-10

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma