【其他论文】通过 Bi₂O₃ 合金化对 β-Ga₂O₃ 的带隙工程与电子性质调制

        由澳大利亚悉尼科技大学的研究团队在学术期刊 The Journal of Physical Chemistry C 发布了一篇名为 Band Gap Engineering and Electronic Property Modulation of β-Ga₂O₃ through Bi₂O₃ Alloying（通过 Bi₂O₃ 合金化对 β-Ga₂O₃ 的带隙工程与电子性质调制）的文章。

摘要

        铋（Bi）最近作为一种有前途的掺杂剂，可用于工程化 Ga₂O₃ 的价带以实现 p 型掺杂。本研究通过实验与密度泛函理论（DFT）计算相结合的方法，探讨了铋掺入三元氧化物 (Bi_xGa_1–x)₂O₃（x = 0 至 0.08）对结构、电子和光学性质的影响。将 Ga₂O₃ 与 Bi₂O₃ 合金化会使价带最大值（VBM）向上偏移 0.37 eV，同时保持单斜晶体结构。带隙从 4.97 eV 减小至 4.57 eV，且随着 Bi 含量增加，(Bi_xGa_1–x)₂O₃ 薄膜的电导率下降超过两个数量级。这种电导率降低归因于 VBM 上移导致的电子载流子补偿增强以及有效电子质量增大。在(Bi_xGa_1–x)₂O₃ 中观察到增强的缺陷相关发光，这与密度泛函理论（DFT）计算结果一致，即邻近的 Bi 原子可将 Ga 空位形成能从 3.69 eV 降低至 1.43 eV。这些发现凸显了 Bi₂O₃ 合金化在 Ga₂O₃ 中进行能带结构工程以实现 p 型掺杂的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c02687