【其他论文】镉缺陷诱导的单斜氧化镓中空穴自捕获调制及其在光电子学中的应用

        由孟加拉工程技术大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Cadmium defect-induced modulation of hole self-trapping in monoclinic gallium oxide for optoelectronic applications（镉缺陷诱导的单斜氧化镓中空穴自捕获调制及其在光电子学中的应用）的文章。

摘要

        在 β-Ga₂O₃ 中的自陷空穴（STHs）阻碍了这种材料的 p 型导电性，严重限制了基于同质结的光电子应用。在此，报告称在 β-Ga₂O₃ 中掺入镉（Cd）杂质（形成 CdGa₂O₃）能极大地抑制 STHs 并显著提高这种材料的 p 型电导率，使其在光电子领域具有广阔前景。光致发光实验表明，β-Ga₂O₃ 中由镉诱导的缺陷显著抑制了其特征性的紫外发光，这表明 STHs 减少了。CdGa₂O₃ 薄膜显示出由 Cd_Ga 和 V_Ga 缺陷引起的绿色和蓝色发射的明显复合通道，其衰减时间常数分别为 38.45 和 13.31 微秒。密度泛函计算表明，在 β-Ga₂O₃ 中掺入少量原子百分比的 Cd 会在八面体位点形成 Cd_Ga 和 V_Ga 缺陷，诱导出中间价带态。计算得出的 Cd_Ga 和 V_Ga 缺陷的能级分别为 0.72 和 0.18 eV，显著低于 STHs 的 0.99 eV 能级，这导致 STHs 不稳定并促进了 p 型导电性。莫特-肖特基测量证实了 CdGa₂O₃ 薄膜具有 p 型导电性，受主浓度为 3.65×10¹⁷ cm^-3。这种 p 型 CdGa₂O₃ 薄膜用于制造 Ag/p-CdGa₂O₃ 肖特基二极管，其作为高性能自供电紫外光电探测器工作，具有 164 mA/W 的高响应度和 7.5×10¹¹ Jones 的比探测率。这种 p 型 CdGa₂O₃ 薄膜在设计高效的同质结基光电器件方面能够提供更好的灵活性。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D5TC02386F