Mg,N掺杂β-Ga2O3光电性质的第一性原理计算

摘要：

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Mg单掺杂、N单掺杂和不同浓度的Mg-N共掺杂β-Ga2 O3的结构性质、电子性质和光学性质,以期获得性能比较优异的p型β-Ga2 O3材料.建立了五种模型:Mg单掺杂、N单掺杂、1个Mg-N共掺杂、2个Mg-N共掺杂和3个Mg-N共掺杂β-Ga2 O3.经过计算,3个Mg-N共掺杂β-Ga2 O3体系的结构最稳定.此外,在5种模型中,3个Mg-N共掺杂β-Ga2 O3体系的禁带宽度是最小的,并且N 2p和Mg 3s贡献的占据态抑制了氧空位的形成,从而增加了空穴浓度.因此,3个Mg-N共掺杂β-Ga2 O3体系表现出优异的p型性质.3个Mg-N共掺杂体系的吸收峰出现明显红移,在太阳盲区的光吸收系数较大,这归因于导带Ga 4s、Ga 4p、Mg 3s向价带O 2p、N 2p的带间电子跃迁.本工作将为p型β-Ga2 O3日盲光电材料的研究和应用提供理论指导.

关键词：β-Ga2O3;掺杂;p型掺杂;结构性质;电子性质;光学性质;第一性原理

所属期刊栏目：51

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

在线出版日期：2022-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：56-64