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人工晶体学报2025年第02期:ε-Ga_2O_3晶体及其本征缺陷的第一性原理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郭满意;吴佳兴;杨帆;王超;王艳杰;迟耀丹;杨小天;

单位:吉林建筑大学寒地建筑综合节能教育部重点实验室;吉林建筑大学电气与计算机学院;吉林师范大学;

摘要:为了探究本征缺陷导电特性,本文采用第一性原理计算方法对ε-Ga_2O_3进行计算。首先计算ε-Ga_2O_3的晶格常数、能带间隙、态密度和能带结构,然后计算含有多种本征缺陷的ε-Ga_2O_3的态密度和能带结构,分析了它们的电学性质。计算结果表明:ε-Ga_2O_3为直接带隙半导体,禁带宽度为4.26 eV,光吸收系数峰值在80 nm左右,在450 nm处接近零。在本征缺陷中,不同点位Ga空位缺陷使ε-Ga_2O_3呈现出p型导电特性,不同点位O空位缺陷没有改变ε-Ga_2O_3的导电特性;O取代Ga之后,ε-Ga_2O_3呈现p型导电特性;Ga取代O之后,ε-Ga_2O_3呈现n型导电特性;引入O填隙的ε-Ga_2O_3的导电特性没有变化;Ga填隙时ε-Ga_2O_3呈现n型导电特性。

关键词:ε-Ga_2O_3晶体;;态密度;;能带结构;;导电特性;;第一性原理;;密度泛函理论

基金资助:吉林省科技发展计划(20200201177JC);; 吉林省教育厅科学研究项目(JJKH20240362KJ);; 吉林省科技厅自然科学基金项目(YDZJ202201ZYTS430)