【国际论文】单斜氧化镓中锌和氮掺杂剂诱导缺陷发射的模拟与解释

        近期，由孟加拉国工程技术大学的研究团队在学术期刊Materials Today Physics发布了一篇名为Simulation and interpretation of zinc and nitrogen dopants induced defect emissions in monoclinic gallium oxide（单斜氧化镓中锌和氮掺杂剂诱导缺陷发射的模拟与解释）的文章。

摘 要

        锌（Zn）和氮（N）是潜在的受主掺杂剂，可在单斜氧化镓（β-Ga₂O₃）中诱导可见光发射和p型导电性。然而，对这些掺杂剂及其复合过程的理解不足，严重限制了其在光电应用中的潜力。本文通过化学和光学分析以及密度泛函理论研究了锌（Zn）和氮（N）掺杂引起的带内态和高度透明的单斜氧化镓（β-Ga₂O₃）薄膜缺陷发光带的展宽现象。将Zn和N掺入β-Ga₂O₃中，使价带边缘向费米能级移动，并在价带最大值上方引入带尾态。纯β-Ga₂O₃的发射带在掺入Zn和N后显著变宽，产生了两个额外的发射带：绿色发光（GL）和红色发光（RL），以及纯β-Ga₂O₃的特征紫外发光（UVL）和蓝色发光（BL）。此外，通过使用配置坐标模型模拟这些发射带的光谱线形，估算了导致这些UVL、BL、GL和RL发光的缺陷态及其声子耦合强度。模拟结果表明，Zn和N掺杂引起的带内态是GL和RL发光带的原因。这些带内态是受主，提供了β-Ga₂O₃薄膜的p型导电性。

DOI：doi.org/10.1016/j.mtphys.2024.101503