Tunable electronic and magnetism of SrTiO3/BiFeO3 (001) superlattice: For electrochemical applications

超晶格 磁性 材料科学 凝聚态物理 电导率 薄膜 电子结构 光电子学 纳米技术 化学 物理化学 物理
作者
Qiang Xu,Kostiantyn V. Sopiha,Mushtaq A. Sobhan,Franklin Anariba,Khuong P. Ong,Jian Zheng,Ping Wu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:108 (1) 被引量:6
标识
DOI:10.1063/1.4939438
摘要

Practical strategy in tuning the conductivity and magnetism of SrTiO3/BiFeO3 (STO/BFO) (001) superlattice is investigated using the first-principles method based on density functional theory. Our calculated results show that both the conductivity and magnetism of this superlattice can be tuned via a control of its interface terminations. The STO layers maintain semiconducting, while the BFO layers demonstrate metallic character. Therefore, the conductivity of STO/BFO is controlled by the BFO layers. Furthermore, a magnetic STO/BFO (001) superlattice can be found in n-type TiO2/BiO interface but with heavy electron carriers. The thickness of BFO does not change the electronic structure and character of STO/BFO (001) superlattice. This study provides a fundamental understanding of the chemically turned conductivity and magnetism of BFO thin films, which may further advance electrochemical applications like magnetic-field aided chemical gas sensing, solar cells, and photo-catalytic chemical reactions.
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