Critical Interface States Controlling Rectification of Ultrathin NiO–ZnO p–n Heterojunctions

异质结 非阻塞I/O 材料科学 氧化物 X射线光电子能谱 氧化镍 带隙 带材弯曲 光电子学 纳米技术 化学工程 催化作用 化学 生物化学 工程类 冶金
作者
K. Xerxes Steirer,Kai Ou,Neal R. Armstrong,Erin L. Ratcliff
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (36): 31111-31118 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsami.7b08899
摘要

Herein, we consider the heterojunction formation of two prototypical metal oxides: p-type NiO and n-type ZnO. Elementally abundant, low-cost metal oxide/oxide’ heterojunctions are of interest for UV optical sensing, gas sensing, photocatalysis, charge confinement layers, piezoelectric nanogenerators, and flash memory devices. These heterojunctions can also be used as current rectifiers and potentially as recombination layers in tandem photovoltaic stacks by making the two oxide layers ultrathin. In the ultrathin geometry, understanding and control of interface electronic structure and chemical reactions at the oxide/oxide’ interface are critical to functionality, as oxygen atoms are shared at the interface of the dissimilar materials. In the studies presented here the extent of chemical reactions and interface band bending is monitored using X-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopies. Interface reactivity is controlled by varying the near surface composition of nickel oxide, nickel hydroxide, and nickel oxyhydroxide using standard surface-treatment procedures. A direct correlation between relative percentage of interface hydroxyl chemistry (and hence surface Lewis basicity) and the local band edge alignment for ultrathin p–n junctions (6 nm NiO/30 nm ZnO) is observed. We propose an acid–base formulism to explain these results: the stronger the acid–base reaction, the greater the fraction of interfacial electronic states which lower the band offset between the ZnO conduction band and the NiO valence band. Increased interfacial gap states result in larger reverse bias current of the p–n junction and lower rectification ratios. The acid–base formulism could serve as a future design principle for oxide/oxide’ and other heterojunctions based on dissimilar materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朴实的纸飞机完成签到 ,获得积分10
刚刚
guan发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
废洋洋发布了新的文献求助10
3秒前
Zhang Wei完成签到,获得积分20
4秒前
muncy发布了新的文献求助10
5秒前
lujiajia完成签到,获得积分10
5秒前
Desamin发布了新的文献求助10
6秒前
wg发布了新的文献求助10
6秒前
阿莫完成签到,获得积分10
7秒前
小鹅发布了新的文献求助10
7秒前
lujiajia发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
科研通AI2S应助小饼干采纳,获得10
12秒前
DrWang完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
WAY发布了新的文献求助30
16秒前
grell完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
拼搏绿柏完成签到,获得积分10
20秒前
洞两完成签到,获得积分10
21秒前
qiao发布了新的文献求助10
21秒前
脑洞疼应助grell采纳,获得10
22秒前
感动的傥完成签到 ,获得积分10
23秒前
耍酷激光豆完成签到,获得积分10
24秒前
万默完成签到,获得积分10
25秒前
JXZZ发布了新的文献求助20
26秒前
任性的岱周完成签到,获得积分10
27秒前
DrWang发布了新的文献求助10
29秒前
Owen应助clock采纳,获得10
30秒前
Jasper应助carpybala采纳,获得10
31秒前
七言完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
寒月如雪完成签到,获得积分10
33秒前
Likx发布了新的文献求助10
35秒前
36秒前
36秒前
寒月如雪发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3155953
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807296
关于积分的说明 7872331
捐赠科研通 2465597
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312272
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630017
版权声明 601905