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Energy level alignment and electrical properties of (Ba,Sr)TiO₃/Al₂O₃ interfaces for tunable capacitors

Li, Shunyi ; Wachau, André ; Schafranek, Robert ; Klein, Andreas ; Zheng, Yuliang ; Jakoby, Rolf (2021)
Energy level alignment and electrical properties of (Ba,Sr)TiO₃/Al₂O₃ interfaces for tunable capacitors.
In: Journal of Applied Physics, 108 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00019919
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

The interface formation between Ba₀.₆Sr₀.₄TiO₃ and Al₂O₃ has been studied using photoelectron spectroscopy with in situ sample preparation. A negligible valence band discontinuity, corresponding to a ∼5.6 eV barrier for electron transport at the BST/Al₂O₃ interface is determined. Current-voltage measurements show that the leakage current can be significantly reduced by inserting the Al₂O₃ barrier layer between barium strontium titanate (BST) and Pt electrode. Different charge injection behavior depending on Al₂O₃ thickness is observed, which correspond well with the experimentally determined energy band diagrams. Direct tunneling from the metal electrode into the BST conduction band through the Al₂O₃ barrier layer is observed.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2021
Autor(en): Li, Shunyi ; Wachau, André ; Schafranek, Robert ; Klein, Andreas ; Zheng, Yuliang ; Jakoby, Rolf
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Energy level alignment and electrical properties of (Ba,Sr)TiO₃/Al₂O₃ interfaces for tunable capacitors
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2021
Verlag: AIP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of Applied Physics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 108
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 5 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00019919
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/19919
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

The interface formation between Ba₀.₆Sr₀.₄TiO₃ and Al₂O₃ has been studied using photoelectron spectroscopy with in situ sample preparation. A negligible valence band discontinuity, corresponding to a ∼5.6 eV barrier for electron transport at the BST/Al₂O₃ interface is determined. Current-voltage measurements show that the leakage current can be significantly reduced by inserting the Al₂O₃ barrier layer between barium strontium titanate (BST) and Pt electrode. Different charge injection behavior depending on Al₂O₃ thickness is observed, which correspond well with the experimentally determined energy band diagrams. Direct tunneling from the metal electrode into the BST conduction band through the Al₂O₃ barrier layer is observed.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-199191
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Mikrowellentechnik und Photonik (IMP) > Mikrowellentechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Mikrowellentechnik und Photonik (IMP)
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D3: Funktion und Ermüdung oxidischer Elektroden in organischen Leuchtdioden
Hinterlegungsdatum: 16 Nov 2021 12:37
Letzte Änderung: 17 Nov 2021 06:24
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