【其他论文】利用表面钝化和层厚调节二维 β-Ga₂O₃ 的光电特性

        近期，由聊城大学的研究团队在学术期刊Computational Materials Science发布了一篇名为Tuning the optoelectronic properties of two-dimensional β-Ga₂O₃ using surface passivation and the layer thickness（利用表面钝化和层厚调节二维 β-Ga₂O₃ 的光电特性）的文章。

摘要

        本研究旨在通过第一性原理计算，全面研究表面钝化和层厚调制对二维 β-Ga₂O₃ 结构和光电性能的影响。我们的键合特性模拟预测了全氢化、全卤化和氢-卤化 β-Ga₂O₃ 单层的形成。结果表明，氢化、氟化、氢-氟化和氢-氯化能够有效钝化 β-Ga₂O₃ 单层，而氯化、溴化、碘化、氢-溴化和氢-碘化则不能。后者的钝化失败是由于钝化原子的大原子半径引起了显著的晶格畸变。电子特性（如带隙和带边能级）主要受钝化原子的电负性和轨道能量影响。对于原始二维 β-Ga₂O₃，其电子特性与层厚度无关。然而，在原子钝化的二维β-Ga₂O₃ 中，带隙和电子亲和性随着层数的增加而变化，原因是钝化原子与 Ga/O 之间的耦合增强，且导带最小值发生轻微移动。此外，原子钝化和层厚度调制都改善了二维 β-Ga₂O₃ 的光学性能，包括介电常数、光吸收和光电导率。值得注意的是，新报告的氢-氯化配置相比之前的配置表现出更低的能量，同时具有直接带隙、较高的价带边缘和增强的光吸收能力。我们的研究为二维 β-Ga₂O₃ 的电子和光学性能的调控提供了理论依据，为 β-Ga₂O₃ 的表面电荷转移掺杂奠定了基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2024.113346