人工晶体学报 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 763-771.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.0006
余博文1(
), 李琪1,2(
), 邢玉芳1, 赵昊1, 林娜1, 赵显2, 陶绪堂1, 贾志泰1
YU Bowen1(
), LI Qi1,2(
), XING Yufang1, ZHAO Hao1, LIN Na1, ZHAO Xian2, TAO Xutang1, JIA Zhitai1
摘要: β-Ga2O3因超宽禁带和高击穿电场强度,在功率电子器件和日盲紫外光探测器等领域展现出重要应用前景。由于β-Ga2O3本征载流子浓度极低,掺杂工程是目前调控其电学与光学性质的主要方式。但在实际晶体生长过程中,各类本征缺陷不可避免地会影响掺杂效果。本文基于第一性原理计算,系统研究了Sn掺杂β-Ga2O3及缺陷复合体的结构稳定性、电子结构与光学性质。结果表明,Sn优先占据八面体配位Ga位点(GaII),相较于占据四面体配位Ga位点(GaⅠ),该构型能量更低,结构更为稳定。在富氧生长条件下,Sn掺杂β-Ga2O3倾向于形成SnGaII-VGaII缺陷复合体;而在富镓生长条件下,则不易形成此类Sn掺杂-空位复合结构。此外,引入Ga空位(VGa)缺陷后,体系在红外至可见光波段出现明显的光吸收带。本研究揭示了Sn掺杂β-Ga2O3中缺陷复合体的形成机制及其对光电性能的协同调控作用,为高性能光电子器件与功率器件的设计与优化提供了理论依据。
中图分类号: