The rectifying properties of Nb:SrTiO3-Bi1−xGdxFeO3-Pt structures (x = 0, 0.05, 0.1) displaying diode-like behavior were investigated via current-voltage characteristics at different temperatures. The potential barrier was estimated for negative polarity assuming a Schottky-like thermionic emission with injection controlled by the interface and the drift controlled by the bulk. The height of the potential barrier at the Nb:SrTiO3-Bi1−xGdxFeO3 interface increases with Gd doping. The results are explained by the partial compensation of the p-type conduction due to Bi vacancies with Gd doping in addition to the shift of the Fermi level towards the middle of the bandgap with increasing dopant concentration.
REFERENCES
1.
G.
Catalan
and J. F.
Scott
, Adv. Mater.
21
, 2463
(2009
).2.
J. F.
Scott
, Nat. Mater.
6
, 256
(2007
).3.
W.
Eerenstein
, N. D.
Mathur
, and J. F.
Scott
, Nature
442
, 759
(2006
).4.
R.
Ramesh
and N. A.
Spaldin
, Nat. Mater.
6
, 21
(2007
).5.
J.
Wang
, J. B.
Neaton
, H.
Zheng
, V.
Nagarajan
, S. B.
Ogale
, B.
Liu
, D.
Viehland
, V.
Vaithyanathan
, D. G.
Schlom
, U. V.
Waghmare
, N. A.
Spaldin
, K. M.
Rabe
, M.
Wuttig
, and R.
Ramesh
, Science
299
, 1719
(2003
).6.
T.
Zhao
, A.
Scholl
, F.
Zavaliche
, K.
Lee
, M.
Barry
, A.
Doran
, M. P.
Cruz
, Y. H.
Chu
, C.
Ederer
, N. A.
Spaldin
, R. R.
Das
, D. M.
Kim
, S. H.
Baek
, C. B.
Eom
, and R.
Ramesh
, Nat. Mater.
5
, 823
(2006
).7.
X.
Qi
, J.
Dho
, M.
Blamire
, Q.
Jia
, J. S.
Lee
, S.
Foltyn
, and J. L.
MacManus-Driscoll
, J. Magn. Magn. Mater.
283
, 415
(2004
).8.
Y. H.
Chu
, L. W.
Martin
, M. B.
Holcomb
, and R.
Ramesh
, Mater. Today
10
, 16
(2007
).9.
R. J.
Zeches
, M. D.
Rossell
, J. X.
Zhang
, A. J.
Hatt
, Q.
He
, C.-H.
Yang
, A.
Kumar
, C. H.
Wang
, A.
Melville
, C.
Adamo
, G.
Sheng
, Y.-H.
Chu
, J. F.
Ihlefeld
, R.
Erni
, C.
Ederer
, V.
Gopalan
, L. Q.
Chen
, D. G.
Schlom
, N. A.
Spaldin
, L. W.
Martin
, and R.
Ramesh
, Science
326
, 977
(2009
).10.
S.
Fujino
, M.
Murakami
, V.
Anbusathaiah
, S.-H.
Lim
, V.
Nagarajan
, C. J.
Fennie
, M.
Wuttig
, L.
Salamanca-Riba
, and I.
Takeuchi
, Appl. Phys. Lett.
92
, 202904
(2008
).11.
J.
Seidel
, L. W.
Martin
, Q.
He
, Q.
Zhan
, Y.-H.
Chu
, A.
Rother
, M. E.
Hawkridge
, P.
Maksymovych
, P.
Yu
, M.
Gajek
, N.
Balke
, S. V.
Kalinin
, S.
Gemming
, F.
Wang
, G.
Catalan
, J. F.
Scott
, N. A.
Spaldin
, J.
Orenstein
, and R.
Ramesh
, Nat. Mater.
8
, 229
(2009
).12.
Y. P.
Wang
, L.
Zhou
, M. F.
Zhang
, X. Y.
Chen
, J. M.
Liu
, and Z. G.
Liu
, Appl. Phys. Lett.
84
, 1731
(2004
).13.
S. K.
Singh
and H.
Ishiwara
, Jpn. J. Appl. Phys.
44
, L734
(2005
).14.
D.
Lebeugle
, D.
Colson
, A.
Forget
, and M.
Viret
, Appl. Phys. Lett.
91
, 022907
(2007
).15.
A. Z.
Simoes
, E. C.
Aguiar
, A. H. M.
Gonzalez
, J.
Andres
, E.
Longo
, and J. A.
Varela
, J. Appl. Phys.
104
, 104115
(2008
).16.
Z. X.
Cheng
, X. L.
Wang
, Y.
Du
, and S. X.
Dou
, J. Phys. D: Appl. Phys.
43
, 242001
(2010
).17.
Y. H.
Lin
, Q.
Jiang
, Y.
Wang
, C. W.
Nan
, L.
Chen
, and J.
Yu
, Appl. Phys. Lett.
90
, 172507
(2007
).18.
A. Z.
Simoes
, F. G.
Garcia
, and C. S.
Riccardi
, J. Alloys. Compd.
493
, 158
(2010
).19.
Q. H.
Jiang
, C. W.
Nan
, and Z. J.
Shen
, J. Am. Ceram. Soc.
89
, 2123
(2006
).20.
V. R.
Palkar
, D. C.
Kundaliya
, S. K.
Malik
, and S.
Bhattacharya
, Phys. Rev. B
69
, 212102
(2004
).21.
M. A.
Khan
, T. P.
Comyn
, and A. J.
Bell
, Appl. Phys. Lett.
92
, 072908
(2008
).22.
G. D.
Hu
, X.
Cheng
, W. B.
Wu
, and C. H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
91
, 232909
(2007
).23.
L.
Pintilie
, C.
Dragoi
, Y. H.
Chu
, L. W.
Martin
, R.
Ramesh
, and M.
Alexe
, Appl. Phys. Lett.
94
, 232902
(2009
).24.
H.
Yang
, H. M.
Luo
, H.
Wang
, I. O.
Usov
, N. A.
Suvorova
, M.
Jain
, D. M.
Feldmann
, P. C.
Dowden
, R. F.
DePaula
, and Q. X.
Jia
, Appl. Phys. Lett.
92
, 102113
(2008
).25.
I. B.
Misirlioglu
, M. B.
Okatan
, and S. P.
Alpay
, J. Appl. Phys.
108
, 034105
(2010
).26.
L.
Pintilie
, V.
Stancu
, L.
Trupina
, and I.
Pintilie
, Phys. Rev. B
82
, 085319
(2010
).27.
D. S.
Shang
, L. D.
Chen
, Q.
Wang
, W. Q.
Zhang
, Z. H.
Wu
, and X. M.
Li
, Appl. Phys. Lett.
89
, 172102
(2006
).28.
R.
Mazumder
and A.
Sen
, J. Alloys Compd.
475
, 577
(2009
).29.
S. M.
Guo
, Y. G.
Zhao
, C. M.
Xiong
, and P. L.
Lang
, Appl. Phys. Lett.
89
, 223506
(2006
).30.
L.
Pintilie
, I.
Vrejoiu
, D.
Hesse
, G.
Le Rhun
, and M.
Alexe
, Phys. Rev. B
75
, 104103
(2007
).31.
L.
Pintilie
and M.
Alexe
, J. Appl. Phys.
98
, 123103
(2005
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
