近日,伟德国际1946官方网半導體器件與微納加工平台王相虎團隊在寬禁帶半導體β-氧化镓(β-Ga2O3)的p型摻雜研究中取得重要進展。通過雙受主元素(铋、銅)協同摻雜策略,成功實現了薄膜帶隙調控與弱p型導電特性,為下一代高功率電子器件與紫外探測器的發展提供了新思路。https://doi.org/10.1016/j.physb.2025.417322
作為超寬禁帶半導體代表,β-Ga2O3憑借其優異的耐高壓、抗輻射特性及高紫外響應靈敏度,在電力電子與深紫外探測領域展現出巨大應用潛力。然而,受限于材料本征缺陷,其p型摻雜效率長期難以突破,成為制約器件性能提升的關鍵瓶頸。針對這一挑戰,研究團隊創新性地采用磁控濺射技術,在藍寶石襯底上制備了铋(Bi)、銅(Cu)共摻雜β-Ga2O3薄膜,并系統探究了濺射功率與退火工藝對材料性能的影響。通過多尺度表征技術,揭示了雙受主摻雜的協同作用機制:Bi的引入通過形成Bi2O3合金相顯著提升材料價帶頂位置,結合Cu摻雜對缺陷态的調控,成功調控薄膜光學帶隙。尤為關鍵的是,通過霍爾效應首次發現氧化稼的弱p型導電特性,該成果不僅驗證了雙受主摻雜對材料能帶結構的有效調控能力,更标志着p型β-Ga2O3摻雜研究邁出實質性一步。
在學校“高地大”項目的重點支持下,半導體器件與微納加工平台迅速建成并實現跨越式發展,成為應用物理學本科專業建設的核心支撐平台。該平台聚焦超寬禁帶半導體材料、新型二維半導體器件和脈沖激光自旋調控三大研究方向,緻力于推動新概念光電器件的理論創新與技術突破。以下是平台建設成效及近期研究成果的詳細介紹:
梁盼博士以第一作者在Applied Physics Letters發表論文:
https://doi.org/10.1063/5.0268396
陳芳芳博士以第一作者在Physica B: Condensed Matter發表論文:
https://doi.org/10.1016/j.physb.2025.417139
孫柳霞博士以第一作者在Journal of Materials Research and Technology發表論文:https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.10.238
姜凱博士以共同第一作者在Nature Communications發表論文:
https://doi.org/10.1038/s41467-025-59225-z
楊俊偉博士以共同第一作者在Advanced Materials發表論文:
https://doi.org/10.1002/adma.202414869