近日，我校理學(xué)院關(guān)玉琴副教授團(tuán)隊在β-Ga?O?基異質(zhì)結(jié)界面調(diào)控研究中取得進(jìn)展。

研究團(tuán)隊以g-ZnO/β-Ga?O?異質(zhì)結(jié)為研究對象，提出了通過Ga/Zn互摻雜協(xié)同調(diào)控氧空位的界面優(yōu)化策略，并應(yīng)用于β-Ga?O?基紫外光電器件設(shè)計中。該策略基于第一性原理計算，構(gòu)建含不同缺陷與摻雜構(gòu)型的7種異質(zhì)結(jié)模型，通過多維度分析探究Ga/Zn互摻雜及氧空位對異質(zhì)結(jié)界面特性與光電性能的調(diào)控機(jī)制，有效緩解了本征β-Ga?O?中氧空位導(dǎo)致的載流子復(fù)合、電荷輸運(yùn)受阻等問題。這一調(diào)控方案為改善β-Ga?O?光電器件響應(yīng)速度與暗電流性能提供了可行路徑，為高效日盲紫外光電器件的設(shè)計提供了重要理論支撐，也為其在環(huán)境監(jiān)測、空間通信等關(guān)鍵場景的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖1 β-Ga?O?/g-ZnO異質(zhì)結(jié)模型圖

圖2 Zn/Ga 互摻調(diào)控β-Ga?O?/g-ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能機(jī)理圖

圖3 Zn/Ga 互摻β-Ga?O?/g-ZnO異質(zhì)結(jié)電子輸運(yùn)性質(zhì)變化過程

該研究成果受到國家自然科學(xué)基金項目（No.12164031）；內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項目（No.2023LHMS01004）；內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究項目（No.NJZY22376）；自治區(qū)直屬高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項目（No.JY20250043）聯(lián)合支持。相關(guān)研究文章“Theoretical study on interfacial tuning via Ga/Zn mutual cation doping: Mechanism in Ga₂O₃/ZnO heterojunctions”（DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168841）在國際期刊《Chemical Engineering Journal》（中國科學(xué)院1區(qū) Top，IF：13.5）發(fā)表。我校關(guān)玉琴副教授為第一作者，烏力吉賀希格博士為共同通訊作者，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)為第一和唯一通訊單位。

圖4 論文頁面

文字、圖片：理學(xué)院