人工晶体学报

作者：李琪, 付博, 余博文, 赵昊, 林娜, 贾志泰, 赵显, 陶绪堂

单位：1.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南 250100; ；2.青岛科技大学信息科学技术学院,青岛 266061; ；3.山东大学光学高等研究中心,青岛 266237

关键词：β-Ga2O3,孪晶界,掺杂,结构性质,电学性质,第一性原理,

基金：国家自然科学基金(62304118,51932004)

β-Ga2O3作为新一代超宽禁带半导体,在高功率器件及日盲探测器件等方面极具应用价值,近年来受到了研究者们的广泛关注。然而,β-Ga2O3单斜晶格的低对称性导致其面缺陷的形成能具有各向异性,其中(100)面孪晶的形成能较低,且在β-Ga2O3中广泛存在。为探索β-Ga2O3 (100)面孪晶的调控方案及其机理,本文基于第一性原理计算,探讨了β-Ga2O3中Al/In掺杂与(100)面孪晶之间的相互作用。对Al/In掺杂的β-Ga2O3 (100)面孪晶体系的结构、能量和电子特性分析表明,Al/In取代孪晶体系中的Ga原子会对(100)面孪晶的形成能造成显著影响。其中,在本研究的结构体系中,Al的掺入始终会提高(100)面孪晶的形成能,且不会显著改变带隙或移动带边、不会在带隙中产生额外的杂质能级。因此,Al/In掺杂被预测为β-Ga2O3 (100)面孪晶的一种潜在调控方案,适当的Al/In掺杂有助于抑制(100)面孪晶的形成,从而获得高质量的β-Ga2O3晶体。

来源：2025年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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