Three multijunctions consisting of La0.9Sr0.1MnO3−δ and LaAlO3−δ on Si substrate have been fabricated under different oxygen pressures by laser molecular beam epitaxy. They exhibit nonlinear and rectifying current-voltage characteristics and evident photocurrent response to He-Ne laser illumination. Experimental results indicate that the periodically stacked multijunction grown under lower oxygen pressure shows a better rectification behavior and a higher photocurrent. The photovoltaic responsivities of the multijunctions are enhanced greatly at reverse bias and are much higher than that of a similarly grown single p-n junction. Based on the band structure of the multilayers, a possible mechanism of the photovoltaic process was proposed. A high photovoltage responsivity of 168.6 mV/mW has been achieved at − 6 V bias; this demonstrates the potential of the present multijunction configuration for photodetectors operating at room temperature.

1.
C.
Wang
,
B. L.
Cheng
,
S. Y.
Wang
,
H. B.
Lu
,
Y. L.
Zhou
,
Z. H.
Cheng
, and
G. Z.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
765
(
2004
).
2.
A-M.
Haghiri-Gosnet
and
J-P.
Renard
,
J. Phys. D
36
,
R127
(
2003
).
3.
G.
Liu
and
C. W.
Nan
,
J. Phys. D
38
,
584
(
2005
).
4.
R. R.
Jia
,
J. C.
Zhang
,
R. K.
Zheng
,
D. M.
Deng
,
H.-U.
Habermeier
,
H. L. W.
Chan
,
H. S.
Luo
, and
S. X.
Cao
,
Phys. Rev. B
82
,
104418
(
2010
).
5.
S.
Mathews
,
R.
Ramesh
,
T.
Venkatesan
, and
J.
Benedetto
,
Science
276
,
238
(
1997
).
6.
J.
Gao
and
F. X.
Hu
,
Mater. Sci. Eng. B
126
,
250
(
2006
).
7.
K. J.
Jin
,
H. B.
Lu
,
K.
Zhao
,
C.
Ge
,
M.
He
, and
G. Z.
Yang
,
Adv. Mater.
21
,
4636
(
2009
).
8.
K. J.
Jin
,
H. B.
Lu
,
Q. L.
Zhou
,
K.
Zhao
,
B. L.
Cheng
,
Z. H.
Chen
,
Y. L.
Zhou
, and
G. Z.
Yang
,
Phys. Rev. B
71
,
184428
(
2005
).
9.
H.
Tanaka
,
J.
Zhang
, and
T.
Kawai
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
027204
(
2002
).
10.
A. D.
Wei
,
J. R.
Sun
,
W. M.
Lu
, and
B. G.
Shen
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
052502
(
2009
).
11.
Z. G.
Sheng
,
Y. P.
Sun
,
X. B.
Zhu
,
J. M.
Dai
,
W. H.
Song
,
Z. R.
Yang
,
L.
Hu
, and
R. R.
Zhang
,
J. Phys. D
41
,
135008
(
2008
).
12.
E.
Bousquet
,
M.
Dawber
,
N.
Stucki
,
C.
Lichtensteiger
,
P.
Hermet
,
S.
Gariglio
,
J.-M
Triscone
, and
P.
Ghosez
,
Nature
452
,
732
(
2008
).
13.
Y.
Tokura
,
J. Magn. Magn. Mater.
310
,
1145
(
2007
).
14.
H. B.
Lu
,
G. Z.
Yang
,
Z. H.
Chen
,
S. Y.
Dai
,
Y. L.
Zhou
,
K. J.
Jin
,
B. L.
Cheng
,
M.
He
,
L. F.
Liu
,
H. Z.
Guo
,
Y. Y.
Fei
,
W. F.
Xiang
, and
L.
Yan
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
5007
(
2004
).
15.
K.
Zhao
,
K. J.
Jin
,
H. B.
Lu
,
M.
He
,
Y. H.
Huang
,
G. Z.
Yang
, and
J. D.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
252110
(
2008
).
16.
J.
Son
,
J. M.
LeBeau
,
A. S.
James
, and
S.
Stemmer
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
202109
(
2010
).
17.
H. B.
Lu
,
K. J.
Jin
,
Y. H.
Huang
,
M.
He
,
K.
Zhao
,
B. L.
Cheng
,
Z. H.
Chen
,
Y. L.
Zhou
,
S. Y.
Dai
, and
G. Z.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
241915
(
2004
).
18.
J.
Xing
,
K. J.
Jin
,
H. B.
Lu
,
M.
He
,
G. Z.
Yang
,
J.
Qiu
, and
G. Z.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
071113
(
2008
).
19.
J.
Xing
,
E. J.
Guo
and
J.
Wen
,
Chin. Phys. B
20
,
037304
(
2011
).
20.
J.
Qiu
,
H. B.
Lu
,
K. J.
Jin
,
M.
He
, and
J.
Xing
,
Physica B
400
,
66
(
2007
).
21.
H.
Liu
,
K.
Zhao
,
N.
Zhou
,
H. B.
Lu
,
M.
He
,
Y. H.
Huang
,
K. J.
Jin
,
Y. L.
Zhou
,
G. Z.
Yang
,
S. Q.
Zhao
,
A. J.
Wang
, and
W. X.
Leng
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
171911
(
2008
).
22.
N.
Zhou
,
K.
Zhao
,
H.
Liu
,
H.B
Lu
,
M.
He
,
S. Q.
Zhao
,
W. X.
Leng
,
A. J.
Wang
,
Y. H.
Huang
,
K. J.
Jin
,
Y. L.
Zhou
, and
G. Z.
Yang
,
J. Phys. D
41
,
155414
(
2008
).
23.
K. C.
Kao
and
W.
Hwang
,
Electrical Transport in Solids
(
Pergamon
,
Oxford
,
1981
).
24.
D. S.
Shang
,
Q.
Wang
,
L. D.
Chen
,
R.
Dong
,
X. M.
Li
, and
W. Q.
Zhang
,
Phys. Rev. B
73
,
245427
(
2006
).
25.
J.
Xing
,
K.
Zhao
,
G. Z.
Liu
,
M.
He
,
K. J.
Jin
, and
H. B.
Lu
,
J. Phys. D
40
,
5892
(
2007
).
You do not currently have access to this content.