【器件论文】以 Ga₂O₃ 为镓源的 ZnO:Ga 薄膜的光电性质及功函数

        由墨西哥国立理工学院高级研究中心的研究团队在学术期刊 Applied Surface Science 发布了一篇名为 Photoelectronic properties and work function of ZnO:Ga films using Ga₂O₃ as gallium source（以 Ga₂O₃ 为镓源的 ZnO:Ga 薄膜的光电性质及功函数）的文章。

摘要

        氧化锌是光电子应用领域的重要材料之一。化学或物理生长方法的使用对其性能有直接影响，而通过掺入适当的掺杂剂可以调整其性能。本研究重点探索了通过射频溅射（一种物理气相沉积技术）生长的掺镓氧化锌（ZnO）薄膜在暴露于钨卤素灯光子激发下的电学性能。实验在短周期和长周期瞬态照明条件下进行。确定了光开/光关周期中的特征时间。未掺杂薄膜的响应最快，这表明镓的掺入在带隙内产生了深能级陷阱，从而减缓了自由载流子的开/关光响应动力学。此外，还确定了结构、光学和（在黑暗中）电学性能随镓浓度和衬底温度的变化情况。掺镓提高了所有样品的电导率。在 300 °C 下生长的掺镓 3 %（原子百分比）的薄膜表现出最佳的电导率。呈现了红外透射率斜率与霍尔效应测定的自由电子密度之间的相关性。太赫兹光谱实验探测了氧化锌带隙中的深能级，结果显示在 0.11-0.99 eV 的能量范围内，电导率与红外吸收率呈负相关。通过开尔文探针力显微镜测得未掺杂氧化锌的功函数为 4.46 eV，而掺杂薄膜的功函数略有变化，其中掺镓 5 %（原子百分比）的薄膜功函数最大增量为 4.61 eV。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2026.167984