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作者：杨晓龙;唐慧丽;张超逸;孙鹏;黄林;陈龙;徐军;刘波;
单位：同济大学物理科学与工程学院,先进微结构材料教育部重点实验室;
摘要：超宽禁带半导体β-Ga_2O_3因出色的光电特性而成为研究的焦点。元素掺杂对β-Ga_2O_3光谱性质的影响是材料科学领域的一个重要研究方向，具有显著的研究价值和应用前景。本研究通过光学浮区(OFZ)法，在CO_2环境中成功生长出β-Ga_2O_3∶6%Bi单晶，并着重研究Bi掺杂β-Ga_2O_3单晶的光谱性质。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散X射线光谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)以透过光谱和荧光光谱等先进的表征技术，对样品的晶体结构、元素组成及光谱性质进行了较全面的测试与分析。实验结果揭示，由于离子半径差异大，Bi离子较难掺入β-Ga_2O_3晶格，掺入的Bi离子主要替代了GaO_6八面体中的Ga离子位置。与非故意掺杂β-Ga_2O_3相比，Bi掺杂β-Ga_2O_3单晶在红外区域的透射率降低，载流子浓度增加；荧光发射光谱强度降低，荧光衰减时间缩短。这些发现不仅深化了对Bi掺杂β-Ga_2O_3单晶光谱性质的理解，而且为该材料在闪烁和辐射探测等领域的应用提供了技术启示。
关键词：Bi掺杂β-Ga_2O_3;;光学浮区法;;晶体生长;;拉曼光谱;;光谱特性;;发射光谱强度;;荧光衰减时间
基金资助：国家自然科学基金(12375181,12275194);; 上海市科学技术委员会资助项目(23511102302);; 中央高校基本科研业务费专项资金项目(22120220626)
