【外延论文】Nb 与 Nb-H 共掺杂对 β-Ga₂O₃ 电学性能的影响

        由北京工业大学的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为 Effects of Nb and Nb-H Co-doping on the Electrical Properties of β-Ga₂O₃（Nb 与 Nb-H 共掺杂对 β-Ga₂O₃ 电学性能的影响）的文章。

摘要

        通过射频磁控溅射技术在硅(Si)和石英基底上沉积了铌(Nb)和氢(H)共掺杂的 Ga₂O₃ 薄膜，并进行了沉积后退火处理。本研究阐明了 Nb 和 H 掺杂对 β-Ga₂O₃ 形成的协同效应。Nb 掺杂促进晶核形成与生长，减少晶界缺陷，抑制非辐射复合，稳定 Ga³⁺ 态，并抑制氧空位（O_V）形成。同时，H 通过形成中性复合物钝化本征 O_V，从而降低活性 O_V 浓度。这种双掺杂策略显著提升了电学性能：载流子迁移率从 1.6 cm²·V^-1·s^-1 提升至 18.9 cm²·V^-1·s^-1。由此制备的 Si/Nb-H-Ga₂O₃/Au 多层结构光电探测器性能显著提升：光暗电流比达 18.85，响应度达 0.812 A/W（20 V），较原始 Ga₂O₃ 器件分别提升 54 倍和 10 倍。这项工作证明了 Ga₂O₃ 在开发高功率、高效率电子器件方面的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.115043