Skip to main content
Log in

Valence band offset of ZnO/BaTiO3 heterojunction measured by X-ray photoelectron spectroscopy

  • Published:
Applied Physics A Aims and scope Submit manuscript

Abstract

X-ray photoelectron spectroscopy has been used to measure the valence band offset of the ZnO/BaTiO3 heterojunction grown by metal-organic chemical vapor deposition. The valence band offset (VBO) is determined to be 0.48±0.09 eV, and the conduction band offset (CBO) is deduced to be about 0.75 eV using the band gap of 3.1 eV for bulk BaTiO3. It indicates that a type-II band alignment forms at the interface, in which the valence and conduction bands of ZnO are concomitantly higher than those of BaTiO3. The accurate determination of VBO and CBO is important for use of semiconductor/ferroelectric heterojunction multifunctional devices.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. V.M. Voora, T. Hofmann, M. Schubert, M. Brandt, M. Lorenz, M. Grundmann, N. Ashkenov, M. Schubert, Appl. Phys. Lett. 94, 142904 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. B.N. Mbenkum, N. Ashkenov, M. Schubert, M. Lorentz, H. Hochmuth, D. Michel, M. Grundmann, G. Wagner, Appl. Phys. Lett. 86, 091904 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. M.D. Losego, L.F. Kourkoutis, S. Mita, H.S. Craft, D.A. Muller, R. Collazo, Z. Sitar, J.P. Maria, J. Cryst. Growth 311, 1106 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. M. Lorentz, M. Brandi, J. Schubert, H. Hochmuth, H. v Wenckstern, M. Schubert, M. Grundmann, Proc. SPIE 6474, 64741S (2007)

    Article  Google Scholar 

  5. D. Kim, Y.W. Choi, H.L. Tuller, Appl. Phys. Lett. 87, 042509 (2005)

    Article  Google Scholar 

  6. J. Siddiqui, E. Cagin, D. Chen, J.D. Phillips, Appl. Phys. Lett. 88, 212903 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. K.T. Kang, M.H. Lim, H.G. Kim, I.D. Kim, J.M. Hong, Appl. Phys. Lett. 90, 043502 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. M. Brandt, H. Frenzel, H. Hochmuth, M. Lorentz, M. Grundmann, J. Schubert, J. Vac. Sci. Technol. B 27, 1789 (2009)

    Article  Google Scholar 

  9. C.H. Jia, Y.H. Chen, G.H. Liu, X.L. Liu, S.Y. Yang, Z.G. Wang, J. Phys. D, Appl. Phys. 42, 015415 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. R.Q. Zhang, P.F. Zhang, T.T. Kang, H.B. Fan, X.L. Liu, S.Y. Yang, H.Y. Wei, Q.S. Zhu, Z.G. Wang, Appl. Phys. Lett. 91, 162104 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. S.A. Chambers, T. Droubay, T.C. Kaspar, M. Gutowski, J. Vac. Sci. Technol. B 22, 2205 (2004)

    Article  Google Scholar 

  12. M.E. Kazzi, C. Merckling, G. Delhaye, L. Arzel, G. Grenet, E. Bergignat, G. Hollinger, Mater. Sci. Semicond. Process. 9, 954 (2006)

    Article  Google Scholar 

  13. J.B. You, X.W. Zhang, H.P. Song, J. Ying, Y. Guo, A.L. Yang, Z.G. Yin, N.F. Chen, Q.S. Zhu, J. Appl. Phys. 106, 043709 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. T.F. Boggess, J.O. White, G.C. Valley, J. Opt. Soc. Am. B 7, 2255 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. A.L. Yang, H.P. Song, X.L. Liu, H.Y. Wei, Y. Guo, G.L. Zheng, C.M. Jiao, S.Y. Yang, Q.S. Zhu, Z.G. Wang, Appl. Phys. Lett. 94, 052101 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. G. Martin, A. Botchkarev, A. Rockett, H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 68, 2541 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. X.H. Wei, Y.R. Li, W.J. Jie, J.L. Tang, H.Z. Zeng, W. Huang, Y. Zhang, J. Zhu, J. Phys. D, Appl. Phys. 40, 7502 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. S.C. Su, Y.M. Lu, Z.Z. Zhang, C.X. Shan, B.H. Li, D.Z. Shen, B. Yao, J.Y. Zhang, D.X. Zhao, X.W. Fan, Appl. Phys. Lett. 93, 082108 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. Y.F. Li, B. Yao, Y.M. Lu, B.H. Li, Y.Q. Gai, C.X. Cong, Z.Z. Zhang, D.X. Zhao, J.Y. Zhang, D.Z. Shen, X.W. Fan, Appl. Phys. Lett. 92, 192116 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. Y. Foulon, C. Priester, Phys. Rev. B 45, 6259 (1992)

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. C.H. Jia, Y.H. Chen, X.L. Zhou, A.L. Yang, G.L. Zheng, X.L. Liu, S.Y. Yang, Z.G. Wang, J. Phys. D, Appl. Phys. 42, 095305 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. F. Amy, A.S. Wan, A. Kahn, F.J. Walker, R.A. Mckee, J. Appl. Phys. 96, 1635 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. J.J. Chen, F. Ren, Y.J. Li, D.P. Norton, S.J. Pearton, A. Osinsky, J.W. Dong, P.P. Chow, J.F. Weaver, Appl. Phys. Lett. 87, 192106 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Y. H. Chen.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Jia, C.H., Chen, Y.H., Zhou, X.L. et al. Valence band offset of ZnO/BaTiO3 heterojunction measured by X-ray photoelectron spectroscopy. Appl. Phys. A 99, 511–514 (2010). https://doi.org/10.1007/s00339-010-5599-y

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-010-5599-y

Keywords

Navigation