【其他论文】单掺杂和共掺杂 P 和 Mg 的 β-Ga₂O₃ p 型导电性和光学特性的机理研究

        由山东大学的研究团队在学术期刊 New Journal of Chemistry 发布了一篇名为 Study on mechanism of p-type conductivity and optical properties of β-Ga₂O₃ with P and Mg single and co-doping （单掺杂和共掺杂 P 和 Mg 的 β-Ga₂O₃ p 型导电性和光学特性的机理研究）的文章。

摘要

        利用密度泛函理论（DFT）研究了 β-Ga₂O₃ 中镁（Mg）和磷（P）单掺杂及共掺杂的 p 型导电性和光学性质。构建了四种不同掺杂位点的 Mg 和 P 单掺模型（Mg₁、Mg₂、P₁ 和 P₂）以及四种 Mg-P 共掺模型（Mg₁P₁、Mg₁P₂、Mg₂P₁和Mg₂P₂）。计算结果显示，Mg 或 P 单掺杂引入了较深的受主能级，使得有效的 p 型导电性难以实现。而 Mg-P 共掺杂在一定程度上改善了 β-Ga₂O₃ 的 p 型导电性。在四种共掺模型中，Mg₁P₁ 和 Mg₂P₂ 模型由于其受主能级较浅（分别为 0.14 和 0.15 eV），显示出较好的导电性，显著提高了价带中电子和空穴的迁移能力。Mg₁P₂ 和 Mg₂P₁ 模型由于受主能级较深，显示出较差的导电性。在所有 Mg-P 共掺系统中，掺杂的 Mg 原子相比于掺杂前的相应镓原子失去更多电子，而相邻的氧原子相比于掺杂前的氧原子获得更多电子。磷（P）原子相比于掺杂前的氧原子获得的电子较少，而相邻的镓原子相比于掺杂前的镓原子失去的电子较少。P 和 Mg 单掺杂及共掺杂系统的光学吸收范围扩展到了可见光，并且其吸收强度相比于纯 β-Ga₂O₃ 有所增加。然而，不同掺杂模型在不同波长范围内的光学吸收强度变化程度有所不同，这使得它们可以应用于不同的领域。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D5NJ00543D