Giant bulk photovoltaic effect in an iron-based magnetic semiconductor
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Abstract Efficient bulk photovoltaic (BPV) conversion and room-temperature ferromagnetism are difficult to combine, because the itinerant electrons that support magnetic order favor metallic transport, whereas BPV generation requires a semiconducting state with broken inversion symmetry. Here, we show that oxygen-plasma implantation transforms metallic Fe 3 GaTe 2 into a ferromagnetic semiconductor with a giant BPV response, enabling zero-bias photocurrent generation in a non-centrosymmetric lattice. Oxygen incorporation localizes itinerant Fe d -electrons, induces p-type semiconducting transport and polar electronic structure, while oxygen-associated exchange pathways allow persistent ferromagnetic state above room temperature. The resulting devices exhibit spontaneous broadband photoresponse, with short-circuit current densities approaching 30 A cm −2 and a BPV coefficient up to 0.25 V −1 . The photovoltaic current can be linearly programmed by low magnetic fields based on field-dependent magnetoresistive modulation. Using the experimentally calibrated device response, we demonstrate magnetically programmable feature separation and image restoration with 92.3% recognition accuracy, establishing oxygen-engineered Fe 3 GaTe 2 as a platform for self-powered, reconfigurable magnetic optoelectronics.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Giant bulk photovoltaic effect in an iron-based magnetic semiconductor
- Date Crossref
- 16/06/2026
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Dalian University of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Hangzhou Dianzi University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Kunming University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shenzhen University Institute for Advanced Study pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Kunming Metallurgical Research Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Kunming Institute of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Zhejiang University State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Materials and Environmental Engineering Zhejiang Key Laboratory of Energy Conversion Materials for Advanced Motor pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Dalian University of Technology, Hangzhou Dianzi University et Kunming University, avec 6 autres affiliations.
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