The field-effect transistor (FET) provides an electrical switching function of current flowing through a channel surface by external voltage. Here, we report on a field-effect device that enables electrical switching of optical transmittance as well as conventional electrical current. We investigated optical properties of vanadium dioxide (VO2) thin film under the presence of electric field generated at the interface between VO2 and ionic liquid in a FET geometry, and found that the device exhibits clear electrochromic effect with large ON/OFF contrast only in the infrared region, potentially beneficial for energy-saving smart window applications as a voltage-tunable transparent heat-cutting filter.

1.
C. M.
Lampert
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
76
,
489
(
2003
).
2.
C. G.
Granqvist
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
91
,
1529
(
2007
).
3.
C. G.
Granqvist
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
60
,
201
(
2000
).
4.
C. B.
Greenberg
,
Thin Solid Films
251
,
81
(
1994
).
5.
G. A.
Niklasson
and
C. G.
Granqvist
,
J. Mater. Chem.
17
,
127
(
2007
).
6.
S. M.
Babulanam
,
T. S.
Eriksson
,
G. A.
Niklasson
, and
C. G.
Granqvist
,
Sol. Energy Mater.
16
,
347
(
1987
).
7.
F. J.
Morin
,
Phys. Rev. Lett.
3
,
34
(
1959
).
8.
A. S.
Barker
,
H. W.
Verleur
, and
H. J.
Guggenheim
,
Phys. Rev. Lett.
17
,
1286
(
1966
).
9.
C. N.
Berglund
and
H. J.
Guggenheim
,
Phys. Rev.
185
,
1022
(
1969
).
10.
J. B.
Goodenough
,
J. Solid State Chem.
3
,
490
(
1971
).
11.
K.
Shibuya
,
M.
Kawasaki
, and
Y.
Tokura
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
022102
(
2010
).
12.
Y.
Muraoka
and
Z.
Hiroi
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
583
(
2002
).
13.
A.
Cavalleri
,
M.
Rini
,
H. H. W.
Chong
,
S.
Fourmaux
,
T. E.
Glover
,
P. A.
Heimann
,
J. C.
Kieffer
, and
R. W.
Schoenlein
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
067405
(
2005
).
14.
Z.
Yang
,
C.
Ko
, and
S.
Ramanathan
,
Annu. Rev. Mater. Res.
41
,
337
(
2011
).
15.
P. P.
Boriskov
,
A. A.
Velichko
,
A. L.
Pergament
,
G. B.
Stefanovich
, and
D. G.
Stefanovich
,
Tech. Phys. Lett.
28
,
406
(
2002
).
16.
M. M.
Qazilbash
,
Z. Q.
Li
,
V.
Podzorov
,
M.
Brehm
,
F.
Keilmann
,
B. G.
Chae
,
H. T.
Kim
, and
D. N.
Basov
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
241906
(
2008
).
17.
S.
Sengupta
,
K.
Wang
,
K.
Liu
,
A. K.
Bhat
,
S.
Dhara
,
J.
Wu
, and
M. M.
Deshmuk
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
062114
(
2011
).
18.
K.
Ueno
,
S.
Nakamura
,
H.
Shimotani
,
A.
Ohtomo
,
N.
Kimura
,
T.
Nojima
,
H.
Aoki
,
Y.
Iwasa
, and
M.
Kawasaki
,
Nature Mater.
7
,
855
(
2008
).
19.
A. T.
Bollinger
,
G.
Dubuis
,
J.
Yoon
,
D.
Pavuna
,
J.
Misewich
, and
I.
Božović
,
Nature
472
,
458
(
2011
).
20.
J. T.
Ye
,
Y. J.
Zhang
,
R.
Akashi
,
M. S.
Bahramy
,
R.
Arita
, and
Y.
Iwasa
,
Science
338
,
1193
(
2012
).
21.
M.
Weisheit
,
S.
Fähler
,
A.
Marty
,
Y.
Souche
,
C.
Poinsignon
, and
D.
Givord
,
Science
315
,
349
(
2007
).
22.
Y.
Yamada
,
K.
Ueno
,
T.
Fukumura
,
H. T.
Yuan
,
H.
Shimotani
,
Y.
Iwasa
,
L.
Gu
,
S.
Tsukimoto
,
Y.
Ikuhara
, and
M.
Kawasaki
,
Science
332
,
1065
(
2011
).
23.
S.
Asanuma
,
P.-H.
Xiang
,
H.
Yamada
,
H.
Sato
,
I. H.
Inoue
,
H.
Akoh
,
A.
Sawa
,
K.
Ueno
,
H.
Shimotani
,
H.
Yuan
,
M.
Kawasaki
, and
Y.
Iwasa
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
142110
(
2010
).
24.
R.
Scherwitzl
,
P.
Zubko
,
I. G.
Lezama
,
S.
Ono
,
A. F.
Morpurgo
,
G.
Catalan
, and
J.-M.
Triscone
,
Adv. Mater.
22
,
5517
(
2010
).
25.
M.
Nakano
,
K.
Shibuya
,
D.
Okuyama
,
T.
Hatano
,
S.
Ono
,
M.
Kawasaki
,
Y.
Iwasa
, and
Y.
Tokura
,
Nature
487
,
459
(
2012
).
26.
H.
Ji
,
J.
Wei
, and
D.
Natelson
,
Nano Lett.
12
,
2988
(
2012
).
27.
J.
Jeong
,
N.
Aetukuri
,
T.
Graf
,
T. D.
Schladt
,
M. G.
Samant
, and
S. S. P.
Parkin
,
Science
339
,
1402
(
2013
).
28.
J. S.
Lee
,
K.
Shibuya
,
M.
Kawasaki
, and
Y.
Tokura
Phys. Rev. B
85
,
155110
(
2012
).
29.
M. M.
Qazilbash
,
M.
Brehm
,
B.-G.
Chae
,
P.-C.
Ho
,
G. O.
Andreev
,
B.-J.
Kim
,
S. J.
Yun
,
A. V.
Balatsky
,
M. B.
Maple
,
F.
Keilmann
,
H.-T.
Kim
, and
D. N.
Basov
,
Science
318
,
1750
(
2007
).
30.
M. M.
Qazilbash
,
A. A.
Schafgans
,
K. S.
Burch
,
S. J.
Yun
,
B. G.
Chae
,
B. J.
Kim
,
H. T.
Kim
, and
D. N.
Basov
,
Phys. Rev. B
77
,
115121
(
2008
).
You do not currently have access to this content.