【国际论文】掺锌诱导的单斜氧化镓电子结构调制和缺陷发射

        锌（Zn）是一种很有前景的掺杂剂，可以在单斜晶体氧化镓（β-Ga₂O₃）中诱导可见光发射，但尚不清楚这些发射的复合机制。本研究通过化学和光学分析以及密度泛函理论（DFT）模拟，研究了锌掺杂剂对纳米晶β-Ga₂O₃薄膜的价带电子结构和发光特性的影响。通过DFT结果与价带和核心能级的光电发射光谱的比较显示了结构优化的准确性和一致性。未掺杂的β-Ga₂O₃薄膜表现出宽发射带，包括两个发射带：紫外（UV）在3.3 eV和蓝光（BL）在2.9 eV，特征是纯β-Ga₂O₃。将锌掺入β-Ga₂O₃薄膜中显著改变了发光谱线形状，导致了额外的绿光（GL）带，位于2.45 eV处，以及特征UV和BL发射，这些发射强烈依赖于激发能量。此外，在配置坐标模型框架内对锌掺杂薄膜的这些发射带的光谱线形状进行模拟揭示了导致这些发光带的带内态及其电子-声子耦合强度。模拟结果显示，UV、BL和GL发射可以归因于自俘获空穴、V_Ga和Zn_Ga受主态，其能级分别在价带上方0.6、1.1和1.5 eV处。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c07684