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中国陶瓷2025年第01期:Sc-N共掺杂β-Ga_2O_3电子结构和光学性质的第一性原理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:区力函;李海侠;陈春宇;陈尚举;

单位:桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室;桂林理工大学机械与控制工程学院;

摘要:基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Sc单掺杂、N单掺杂和Sc±N共掺杂β-Ga_2O_3的晶格常数、电子结构以及光学性质。研究结果表明本征β-Ga_2O_3的带隙为1.99 eV,掺杂后所有掺杂体系的带隙变小,且均为直接带隙半导体,电子更加容易跃迁至导带,增强材料的对可见光的吸收性能;光学性质计算结果表明所有掺杂体系的静态介电常数变大,增强电荷束缚能力和极化能力,Sc±N共掺杂后改善β-Ga_2O_3的可见光区域和紫外光区域的吸收系数,表明Sc±N共掺杂β-Ga_2O_3的材料有望于应用紫外探测领域。

关键词:第一性原理;;β-Ga_2O_3;;电子结构;;光学性质

基金资助:广西自然科学基金(2021GXNSFAA220091)