我校关玉琴副教授团队在Ga/Zn阳离子互掺杂调控β-Ga₂O₃/g-ZnO异质结界面机制研究中取得进展

近日，我校理学院关玉琴副教授团队在β-Ga₂O₃基异质结界面调控研究中取得进展。

研究团队以g-ZnO/β-Ga₂O₃异质结为研究对象，提出了通过Ga/Zn互掺杂协同调控氧空位的界面优化策略，并应用于β-Ga₂O₃基紫外光电器件设计中。该策略基于第一性原理计算，构建含不同缺陷与掺杂构型的7种异质结模型，通过多维度分析探究Ga/Zn互掺杂及氧空位对异质结界面特性与光电性能的调控机制，有效缓解了本征β-Ga₂O₃中氧空位导致的载流子复合、电荷输运受阻等问题。这一调控方案为改善β-Ga₂O₃光电器件响应速度与暗电流性能提供了可行路径，为高效日盲紫外光电器件的设计提供了重要理论支撑，也为其在环境监测、空间通信等关键场景的应用奠定了基础。

图1 β-Ga₂O₃/g-ZnO异质结模型图

图2 Zn/Ga 互掺调控β-Ga₂O₃/g-ZnO异质结光电性能机理图

图3 Zn/Ga 互掺β-Ga₂O₃/g-ZnO异质结电子输运性质变化过程

该研究成果受到国家自然科学基金项目（No.12164031）；内蒙古自然科学基金项目（No.2023LHMS01004）；内蒙古自治区高等学校科学研究项目（No.NJZY22376）；自治区直属高校基本科研业务费项目（No.JY20250043）联合支持。相关研究文章“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）在国际期刊《Chemical Engineering Journal》（中国科学院1区 Top，IF：13.5）发表。我校关玉琴副教授为第一作者，乌力吉贺希格博士为共同通讯作者，内蒙古工业大学为第一和唯一通讯单位。

图4 论文页面

文字、图片：理学院