SCMs|全可见光吸收的光敏铁电材料Sn2P2S6具有增强的畴壁导电性

近年来，光学调控成为一种重要的操纵宏观和微观铁电性能的非接触调控方式，为光电子器件的发展奠定了基础。然而，目前大多数功能铁电材料的光学调控都受到其本征带隙及有限的可见光吸收特性的限制。

针对上述铁电材料中光学调控存在的限制，北京理工大学洪家旺教授和王学云副教授等报道了一种全可见光吸收(300–800 nm)的非氧化物铁电单晶材料Sn2P2S6。结合缺陷分析和第一性原理计算方法揭示了光激发Sn离子的歧化反应和乌尔巴赫带尾增强可见光吸收的机制，这与Sn2P2S6的本征带隙并不矛盾。有趣的是，在非氧化物铁电体中观测到导电的畴壁，而且歧化反应引起光致畴壁的导电性显著增强。此外，光照条件下相反取向的铁电畴展现出明显的导电性差异， 这是由电畴表面的异号电荷引起界面能带弯曲所致。

图1. Sn 电子性质和价态的光致变化

图2. SPS 单晶畴壁处的导电性

该工作为全可见光吸收铁电材料中的电畴和畴壁的导电行为以及改善光电子学性能提供了一个全新的思路。

文章信息

Deng, J., Jiang, X., Liu, Y. et al. Enhanced domain wall conductivity in photosensitive ferroelectrics Sn2P2S6 with full-visible-spectrum absorption. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1803-2

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