【衬底论文】揭示 β-Ga₂O₃ 中的铋掺杂效应：晶格工程、能带混杂与紫外光响应调控

        由四川师范大学的研究团队在学术期刊 Journal of Alloys and Compounds 发布了一篇名为 Unveiling Bi doping effect in β-Ga₂O₃: lattice engineering, band hybridization, and ultraviolet photoresponse tailoring（揭示 β-Ga₂O₃ 中的铋掺杂效应：晶格工程、能带混杂与紫外光响应调控）的文章。

摘要

        β-Ga₂O₃ 展现出独特的光电子特性，使其成为构建高性能大功率电子器件及紫外光子器件的优选材料平台。在本工作中，展示了以铋（Bi）为重金属元素的掺杂策略，用于调控 β-Ga₂O₃ 的能带结构及缺陷态分布。Bi 注入引起晶格膨胀和拉应变，随着掺杂浓度增加，吸收边逐渐发生红移。第一性原理计算表明，八面体 Ga 位的置换性 Bi 会导致晶格膨胀并改变能带结构。关键的是，O-2p 与 Bi-6s 轨道的杂化耦合形成了一个具有浅受主态的中间能带（IB）。这种独特的能带结构使亚带隙光子能够被有效吸收，从而增强了 β-Ga₂O₃:Bi 的紫外光响应。本研究揭示了 Bi 掺杂在调控 β-Ga₂O₃ 晶格缺陷及能带杂化中的作用，建立了中间能带工程作为提升高性能 β-Ga₂O₃ 紫外光电子器件性能以及实现宽禁带半导体 p 型掺杂的范式。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.183932