【国际论文】电子辐照对掺杂 Hf 和 Zn 的 β-Ga₂O₃ 光学特性的影响

        近期，由美国华盛顿州立大学的研究团队在学术期刊Journal of Applied Physics发布了一篇名为Electron irradiation effects on the optical properties of Hf and Zn doped β-Ga₂O₃（电子辐照对掺杂 Hf 和 Zn 的 β-Ga₂O₃ 光学特性的影响）的文章。

摘要

        通过 2.5 或 0.5 MeV 的高能电子辐照，分别为 n 型和绝缘的 Hf 和 Zn 掺杂的 β-Ga₂O₃ 样品的光学和电学特性发生了改变。经过 2.5 MeV 电子辐照的β-Ga₂O₃:Hf 样品颜色由蓝色变为黄色，电导率大幅下降，这是因为产生了镓空位，而镓空位可以补偿供体。这种辐照导致没有自由载流子吸收，而出现了 Cr³⁺ 光致发光 (PL)。辐照前的光致发光图显示了在β-Ga₂O₃:Zn 生长过程中形成的光学活性氧化锌沉淀。这些沉淀物的核心具有 384 nm（3.23 eV）的堆叠断层发射；在沉淀物的外壳，PL 蓝移到 377 nm（3.29 eV），并观察到一个宽的缺陷带。经过 0.5 MeV 电子辐照后，缺陷带变宽且强度增加。在 0.5 MeV 的电子辐照下，掺杂 Hf 和 Zn 的β-Ga₂O₃ 样品的蓝色 PL 带（435 nm）都得到了增强。这种增强与氧空位的增加有关。

图 1.（a）显示掺杂 Hf 的 β-Ga₂O₃ 样品在普通生长、0.5 MeV 和 2.5 MeV 照射下颜色变化的图像。(b) 样品的紫外可见透射光谱。