We discovered that perovskite (Ba,La)SnO3 can have excellent carrier mobility even though its band gap is large. The Hall mobility of Ba0.98La0.02SnO3 crystals with the n-type carrier concentration of ∼8-10 × 1019 cm−3 is found to be ∼103 cm2 V−1 s−1 at room temperature, and the precise measurement of the band gap Δ of a BaSnO3 crystal shows Δ = 4.05 eV, which is significantly larger than those of other transparent conductive oxides. The high mobility with a wide band gap indicates that (Ba,La)SnO3 is a promising candidate for transparent conductor applications and also epitaxial all-perovskite multilayer devices.

1.
D. S.
Ginley
and
C.
Bright
,
MRS Bull.
25
,
15
(
2000
).
2.
3.
K.
Hayashi
,
S.
Matsuishi
,
T.
Kamiya
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Nature
419
,
462
(
2002
).
4.
K.
van Benthem
,
C.
Elsässer
, and
R. H.
French
,
J. Appl. Phys.
90
,
6156
(
2001
).
5.
V.
Srikant
and
D. R.
Clarke
,
J. Appl. Phys.
83
,
5447
(
1998
).
6.
A.
Walsh
,
J. L. F.
Da Silva
,
S.-H.
Wei
,
C.
Körber
,
A.
Klein
,
L. F. J.
Piper
,
A.
DeMasi
,
K. E.
Smith
,
G.
Panaccione
,
P.
Torelli
,
D. J.
Payne
,
A.
Bourlange
, and
R. G.
Egdell
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
167402
(
2008
).
7.
D.
Fröhlich
,
R.
Kenklies
, and
R.
Helbig
,
Phys. Rev. Lett.
41
,
1750
(
1978
).
8.
J.
Son
,
P.
Moetakef
,
B.
Jalan
,
O.
Bierwagen
,
N. J.
Wright
,
R.
Engel-Herbert
, and
S.
Stemmer
,
Nature Mater.
9
,
482
(
2010
).
9.
A.
Ohtomo
and
H. Y.
Hwang
,
Nature
427
,
423
(
2004
).
10.
T.
Okuda
,
K.
Nakanishi
,
S.
Miyasaka
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. B
63
,
113104
(
2001
).
11.
G.
Herranz
,
M.
Basletić
,
M.
Bibes
,
C.
Carrétéro
,
E.
Tafra
,
E.
Jacquet
,
K.
Bouzehouane
,
C.
Deranlot
,
A.
Hamzić
,
J.-M.
Broto
,
A.
Barthélémy
, and
A.
Fert
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
216803
(
2007
).
12.
U.
Lampe
,
J.
Gerblinger
, and
H.
Meixner
,
Sens. Actuators B
26
,
97
(
1995
).
13.
S. W.
Tao
,
F.
Gao
,
X. Q.
Liu
, and
O. T.
Sørensen
,
Sens. Actuators B
71
,
223
(
2000
).
14.
L.
Geske
,
V.
Lorenz
,
T.
Müller
,
L.
Jäger
,
H.
Beige
,
H.-P.
Abicht
, and
V.
Mueller
,
J. Eur. Ceram. Soc.
25
,
2537
(
2005
).
15.
D. J.
Singh
,
D. A.
Papaconstantopoulos
,
J. P.
Julien
, and
F.
Cyrot-Lackmann
,
Phys. Rev. B
44
,
9519
(
1991
).
16.
M.
Trari
,
J.-P.
Doumerc
,
P.
Dordor
,
M.
Pouchard
,
G.
Behr
, and
G.
Krabbes
,
J. Phys. Chem. Solids
55
,
1239
(
1994
).
17.
G.
Larramona
,
C.
Gutiérrez
,
I.
Pereira
,
M. R.
Nunes
, and
F. M. A.
da Costa
,
J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1
85
,
907
(
1989
).
18.
H. F.
Wang
,
Q. Z.
Liu
,
F.
Chen
,
G. Y.
Gao
,
W. B.
Wu
, and
X. H.
Chen
,
J. Appl. Phys.
101
,
106105
(
2007
).
19.
D. C.
Look
,
D. C.
Reynolds
,
J. R.
Sizelove
,
R. L.
Jones
,
C. W.
Litton
,
G.
Cantwell
, and
W. C.
Harsch
,
Solid State Commun.
105
,
399
(
1998
).
20.
J.
Rodríguez-Carvajal
,
Physica B
192
,
55
(
1993
).
21.
R. D.
Shannon
,
Acta Crystallogr. A
32
,
751
(
1976
).
22.
T.
Huang
,
T.
Nakamura
,
M.
Itoh
,
Y.
Inaguma
, and
O.
Ishiyama
,
J. Mater. Sci.
30
,
1556
(
1995
).
23.
B.
Hadjarab
,
A.
Bouguelia
, and
M.
Trari
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
40
,
5833
(
2007
).
24.
H. F.
Wang
,
X. L.
Jiao
,
Q. Z.
Liu
,
X. F.
Xuan
,
F.
Chen
, and
W. B.
Wu
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
43
,
035403
(
2010
).
25.
T.
Kolodiazhnyi
,
A.
Petric
,
M.
Niewczas
,
C.
Bridges
,
A.
Safa-Sefat
, and
J. E.
Greedan
,
Phys. Rev. B
68
,
085205
(
2003
).
26.
K.
Ueda
,
H.
Yanagi
,
H.
Hosono
, and
H.
Kawazoe
,
Phys. Rev. B
56
,
12998
(
1997
).
27.
T.
Maekawa
,
K.
Kurosaki
, and
S.
Yamanaka
,
J. Alloys Compd.
416
,
214
(
2006
).
28.
A.
Bouhemadou
and
K.
Haddadi
,
Solid State Sci.
12
,
630
(
2010
).
29.
B.
Lüthi
,
Physical Acoustics in the Solid State
, edited by
M.
Cardona
,
P.
Fulde
,
K.
von Klitzing
,
H.-J.
Queisser
,
R.
Merlin
, and
H.
Störmer
(
Springer
,
Berlin
,
2005
), Chaps. 3 and 4.
30.
A. D.
Fortes
,
I. G.
Wood
,
J. P.
Brodholt
,
M.
Alfredsson
,
L.
Vočadlo
,
G. S.
McGrady
, and
K. S.
Knight
,
J. Chem. Phys.
119
,
10806
(
2003
).
31.
N.
Choudhury
,
E. J.
Walter
,
A. I.
Kolesnikov
, and
C.-K.
Loong
,
Phys. Rev. B
77
,
134111
(
2008
).
32.
G. A.
Slack
,
Phys. Rev. B
6
,
3791
(
1972
).
33.
D. K.
Efetov
and
P.
Kim
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
256805
(
2010
).
34.
J.-H.
Chen
,
C.
Jang
,
S.
Xiao
,
M.
Ishigami
, and
M. S.
Fuhrer
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
206
(
2008
).
You do not currently have access to this content.