【国际论文】掺杂铕的 β-Ga₂O₃ 的结构-性能相关性：实验和第一性原理研究

        近期，由印度KIIT研究院的研究团队在科学期刊《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》中发表了一篇名为Structure-property correlation of europium doped β-Ga₂O₃: an experimental and first-principle study（掺杂铕的 β-Ga₂O₃ 的结构-性能相关性：实验和第一性原理研究）的文章。

摘要

        本文通过实验和阱第一性原理研究了铕掺杂β-氧化镓的结构-性能相关性。采用物理气相淀积共溅射法在石英衬底上生长薄膜，并进行了进一步的分析。结果表明，制备的薄膜呈纳米晶结构，平均晶粒尺寸为~ 0.029±0.005 μm，倾向于(-201)向。通过Tauc图测得的本征β-Ga₂O₃带隙能(Eg)呈下降趋势，Eu掺杂后带隙从3.98 eV减小到3.88 eV，而透过率没有变化。在此基础上，对Eu掺杂后β-Ga₂O₃的能带结构进行了模拟，模拟结果也与实验结果一样呈下降趋势。Eu掺杂后，本征β-Ga₂O₃的电子能带结构从4.9eV降低到3.41 eV。总态密度和部分态密度(DOS)结果表明，β-Ga₂O₃的能带结构呈下降的原因可能是由于Eu掺杂在四面体位置上低导带的4f态轨道占主导地位。由于Eu掺杂，反射率和能量损失函数降低，但透射率和吸收边缘未受影响。在Eu掺杂上观察到本征β-Ga₂O₃的吸收出现红移，提高了可见光光的吸收。这表明，与其他稀土金属共掺杂可能能够调整Eg，使其适用于单片和无磷led应用。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10854-023-11455-x