【外延论文】通过 MOCVD 铟合金化实现 Ga₂O₃ 的带隙工程

        由美国鲍林格林州立大学的研究团队在学术期刊 Nanomaterials 发布了一篇名为Bandgap Engineering of Ga₂O₃ by MOCVD Through Alloying with Indium（通过 MOCVD 铟合金化实现 Ga₂O₃ 的带隙工程）的文章。

摘要

        Ga₂O₃ 和 In₂O₃ 是当前及未来电子器件应用中极为重要的半导体材料。本研究聚焦于 In₂O₃ 与 Ga₂O₃ 的合金化（IGO）及其在结构、形貌、能带及电输运性能方面的变化。采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石衬底上沉积了不同铟（In）含量（从 0% 到 100%）的未掺杂 IGO 薄膜，其中部分薄膜经过氢气退火以诱导电导性。测量结果显示，随着 In 的加入，光学带隙下降；密度泛函理论（DFT）计算进一步证实了这一点，并揭示价带顶（VBM）与导带底（CBM）的本质与化学成分密切相关，In 的加入导致带隙减小。生长后的薄膜除纯 In₂O₃ 外均表现为高电阻状态，纯 In₂O₃ 展现出 p 型导电性，这可能源于 In 空位相关的受主态。所有薄膜在氢气退火后均表现出 n 型导电性。DFT 计算还表明，In 的存在降低了电子有效质量，这与电输运测量结果一致：In 含量越高，电子迁移率越高。本研究成功实现了 IGO 的能带工程，并在保持高质量薄膜的同时，通过 MOCVD 对其能带结构进行了有效调控。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2026.01.162