面向紫外光电器件的Ga₂O₃基半导体材料研究

【项目介绍】 本项目旨在开发并深入理解用于深紫外（DUV）光电器件的先进半导体材料，这是一个快速发展的领域，具有重大社会和经济影响的应用前景。诸如日盲紫外光电探测器等器件在环境监测、生物化学传感、火焰探测及安全通信等领域具有关键作用。

【研究内容】 研究将聚焦于α相氧化镓（α-Ga₂O₃）及其合金，由于其超宽带隙特性以及在紫外光谱范围内调控工作波长的卓越潜力，这类材料在紫外光电器件领域极具应用前景。直到近期，该材料体系的研究进展一直受限于其亚稳态特性，这给可靠合成带来了重大挑战。生长技术的进步现已突破这些障碍，为基础研究和应用研究开辟了新机遇。然而，无论是在实验还是理论层面，Ga₂O₃基材料中紫外探测的物理机制仍不明确。填补这一知识空白对于开发高效的下一代紫外器件至关重要。

【研究方法与资源】 学生将利用先进的表征技术，在纳米尺度上研究α-Ga₂O₃合金的结构、化学和光学特性。本项目将依托斯特拉斯克莱德大学（University of Strathclyde）半导体物理研究组世界领先的半导体表征能力，包括扫描电子显微镜[1]、光致发光[2]、拉曼光谱、紫外-可见分光光度法[3]及光电导[4]等技术。高质量样品将通过与学术界和工业界合作伙伴建立的成熟国际合作渠道获得，确保能够获取最先进的材料。这一研究路径将使学生深入理解材料合成如何影响光电行为，最终为Ga₂O₃基紫外器件的优化做出贡献。

【资助信息】 本项目无资助（仅限自费学生）。

【联系方式】 如有意申请奖学金，请联系 f.massabuau@strath.ac.uk 进行咨询。

【参考文献】 [1] Maruzane et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 58, 03LT02 (2025) https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad8894 [2] Nicol et al., Appl. Phys. Lett. 122, 062102 (2023) https://doi.org/10.1063/5.0135103 [3] Penman et al, Phys. Stat. Solidi (b) 262, 2400615 (2025) https://doi.org/10.1002/pssb.202400615 [4] Nicol et al., APL Electronic Devices 1, 026108 (2025) https://doi.org/10.1063/5.0255413