【其他论文】探索由本征缺陷诱导的厚度依赖型二维 Ga₂O₃ 的结构、电子及输运特性

        由湖南理工学院的研究团队在学术期刊 Nanotechnology 发布了一篇名为 Exploring the structural, electronic, and transport properties in thickness-dependent two-dimensional Ga₂O₃ induced by native defects（探索由本征缺陷诱导的厚度依赖型二维 Ga₂O₃ 的结构、电子及输运特性）的文章。

摘要

        理解原生氧空位（V_O）和镓空位（V_Ga）在二维（2D）Ga₂O₃ 半导体中的影响，对于优化器件效率和开发创新应用至关重要。本研究通过第一性原理计算、变形势（DP）及玻尔兹曼输运理论，系统探讨了原生 V_O 与 V_Ga 诱导的厚度依赖型二维 Ga₂O₃ 的结构稳定性、电子结构、载流子迁移率及导电性。在 Ga₂O₃ V_O 结构中，主要由 O-2p、Ga-3p 和 Ga-3d 轨道组成的新占用带隙中间态形成，表现出深施主特征。所形成的杂质能级可作为空穴补偿中心，将单层、双层和三层 Ga₂O₃ V_O 的带隙分别降低至 1.60、1.64 和 1.53 eV。双层 Ga₂O₃ V_O 中电子迁移率高达~12154.89 cm²V^-1s^-1。Ga₂O₃ V_Ga 结构中引入主要由 O-2p 和 Ga-3d 轨道构成的浅受主态，表明其具有有效的 p 型掺杂行为。单层、双层和三层 Ga₂O₃ V_Ga 的带隙分别为 2.31、1.90 和 1.84 eV，空穴迁移率沿 x 方向从 261.46 到 85.75 cm²V^-1s^-1 呈单调递减。同时，随着层厚增加，n 型和 p 型电导率分别升高和降低，其趋势与载流子迁移率相似。在 V_O 和 V_Ga 情况下，已解析出明显的尺寸诱导能带特征和输运特性。对空位缺陷型二维 Ga₂O₃ 的全面研究揭示了其高载流子迁移率与强各向异性特性，这为理解原生缺陷如何提升二维 Ga₂O₃ 基电子与光电子器件性能提供了重要依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1088/1361-6528/ae0941