【其他论文】β-Ga₂O₃ 电子和光学性质的可调性及其在第三代半导体中的应用

        由中国西南石油大学的研究团队在学术期刊 The Journal of Physical Chemistry C 发布了一篇名为 Tunability of the Electronic and Optical Properties of β-Ga₂O₃ for Third-Generation Semiconductor Application（β-Ga₂O₃电子和光学性质的可调性及其在第三代半导体中的应用）的文章。

摘要

        宽禁带半导体材料对于新一代电子器件的发展至关重要，这些器件通常工作在高电压、高频率和高功率条件下，同时也在深紫外（DUV）光电应用中具有广阔前景。为了改善 β-Ga₂O₃ 半导体的电子与光学性能，本研究采用第一性原理方法系统研究了硼（B）掺杂浓度对 β-Ga₂O₃ 结构稳定性、电子结构及光学性质的影响。计算结果表明，随着 B 掺杂浓度的增加，β-Ga₂O₃ 的热力学稳定性得到有效提升，其带隙表现出“先减小后增大”的非单调变化规律。当 B 掺杂浓度为 20 at.% 时，材料带隙较本征 β-Ga₂O₃ 显著增加约 34%。电子结构分析进一步显示，高浓度 B 掺杂（B ≥ 10 at.%）引起导带整体上移，从而提高价带与导带之间电子跃迁的能垒，进而调控其电学行为。此外，B 掺杂还能优化材料在可见光至紫外光谱范围内的光吸收与反射特性。综上所述，本研究表明 B 掺杂是一种有效调控 β-Ga₂O₃ 带结构与光学性质的技术途径，为其在高效功率电子器件及深紫外光电应用中的潜在应用提供了理论依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c05904