【国际论文】研究稳定的低能氧化镓（Ga₂O₃）多类型： 从第一性原理洞察电子和光学特性

        近期，由挪威奥斯陆大学的研究团队在学术期刊 ACS Omega 发布了一篇名为Investigating Stable Low-Energy Gallium Oxide (Ga₂O₃) Polytypes: Insights into Electronic and Optical Properties from First Principles（研究稳定的低能氧化镓（Ga₂O₃）多类型： 从第一性原理洞察电子和光学特性）的文章。

摘要

        本研究对先前未考虑的低能量氧化镓（Ga₂O₃）多型的电子和光学性质进行了全面分析。在这些多型中，单斜晶体结构（β-Ga₂O₃）由于在典型条件下具有较强的稳定性，对于研究和实际应用具有重要意义。本研究的主要目的是识别在零温度和零压力条件下可能存在的新型稳定Ga₂O₃多型。为实现这一目标，我们采用VASP代码研究了所有多型的电学和光学性质，并进行了稳定性评估。此外，我们还对所有多型的声子和热性质进行了研究，包括热容。本研究还涵盖了在0 K时所有多型的完整弹性张量和弹性模量的计算，泊松比和Pugh比证实了它们的延展性。此外，我们首次报告了这些稳定的Ga₂O₃多型的拉曼和红外（IR）活性模式。我们的研究结果表明，这些机械和动态稳定的Ga₂O₃多型表现出半导体性质，电子能带结构研究进一步证实了这一点。本研究为Ga₂O₃多型的光学特性提供了有价值的洞见，具有潜在的应用领域。

图 1. Ga₂O₃ 聚合物类型的总能量 (E) 与体积 (V) 曲线，代表归一化为一个公式单位 (f.u.) 的所有能量-体积值。