Self‐Trapped Hole Migration and Defect‐Mediated Thermal Quenching of Luminescence in α‐ and β‐Ga 2 O 3

材料科学 发光 光致发光 猝灭(荧光) 带隙 热的 光谱学 激发 俘获 半导体 自发辐射 氮化镓 光化学 化学物理 电子迁移率 宽禁带半导体 分子物理学 蓝移 载流子寿命 活化能 直接和间接带隙 发射光谱 氧化物 重组 发光二极管 极化子 光电子学
作者
Nima Hajizadeh,Ymir Kalmann Frodason,Clemens Petersen,Benjamin M. Janzen,L. S. Choi,Nils Bernhardt,Felix Nippert,Zbigniew Galazka,Joel B. Varley,Holger von Wenckstern,Lasse Vines,Markus R. Wagner
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (13) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202517876
摘要

Abstract Gallium oxide (Ga 2 O 3 ) is a promising ultrawide bandgap semiconductor for next‐generation power electronics and optoelectronic devices. Here, temperature‐dependent and polarization‐resolved photoluminescence excitation spectroscopy data, complemented by hybrid‐functional first‐principles calculations, are presented, and a microscopic model is derived that explains the interplay of hole migration, defect trapping, and carrier recombination at defects underlying thermal quenching phenomena in α‐ and β‐Ga 2 O 3 . In α‐Ga 2 O 3 , the UV emission is attributed to self‐trapped holes, while the blue luminescence arises from defect‐related processes, including gallium split vacancies and their defect complexes. Calculations reveal an energy barrier of 88 meV for self‐trapped hole migration in α‐Ga 2 O 3 , consistent with activation energies from temperature‐dependent photoluminescence. This enables efficient trapping by defects, enhancing blue luminescence and quenching UV emission. In β‐Ga 2 O 3 , a higher migration barrier of 0.36 eV reduces the defect trapping, allowing the UV self‐trapped hole emission to remain intense, with blue luminescence emerging only at elevated temperatures. These results establish a direct link between self‐trapped hole migration, defect trapping, and thermal quenching of emission in both phases. The insights advance the understanding of carrier dynamics in ultrawide bandgap oxides and may guide defect engineering for high‐performance functional devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
banban完成签到,获得积分10
1秒前
虎牙少年完成签到,获得积分10
3秒前
Wangshuangqun完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
酷酷迎曼发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
xch1117应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
MYK完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
无花果应助奥利奥采纳,获得10
6秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
电池大佬发布了新的文献求助10
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
十二应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
顾矜应助小巧的花生采纳,获得10
8秒前
9秒前
momo123完成签到 ,获得积分10
9秒前
忞嵅完成签到,获得积分20
9秒前
Jcy发布了新的文献求助10
10秒前
cxyyy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
JamesPei应助平常元灵采纳,获得10
11秒前
深情安青应助LanseR采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.2应助zzzshy采纳,获得10
12秒前
刘锦发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7731428
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9282569
关于积分的说明 20152451
捐赠科研通 7308831
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3303709
关于科研通互助平台的介绍 2456509
邀请新用户注册赠送积分活动 2312394