【外延论文】拉曼光谱与密度泛函理论揭示 β-Ga₂O₃ 中镓簇的存在证据

        由美国华盛顿州立大学的研究团队在学术期刊 Journal of Applied Physics 发布了一篇名为 Evidence for Ga clusters in β-Ga₂O₃ from Raman spectroscopy and density functional theory（拉曼光谱与密度泛函理论揭示 β-Ga₂O₃ 中镓簇的存在证据）的文章。

摘要

        单斜晶系氧化镓（β-Ga₂O₃）单晶在约 250 cm⁻¹ 处存在拉曼峰，该峰与自由电子密度密切相关。先前研究将此峰归因于浅施主杂质带的电子激发。然而，通过金属有机化学气相沉积或分子束外延生长的高 n 型薄膜并不呈现该峰。本研究提出替代模型：250 cm⁻¹ 拉曼峰源于镓簇（定义为两个或多个形成 Ga–Ga 键的镓原子）。拉曼成像揭示的频率变化与簇尺寸分布相吻合。该峰强度随温度升高而减弱，归因于 Ga 簇的熔解。第一性原理计算表明，250 cm⁻¹ 模式源于 Ga–Ga 键伸缩振动。当费米能级升高时，Ga–Ga 二聚体的形成在能量上更有利，这解释了 n 型导电性与拉曼峰出现之间的关联性。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0292434