Bipolar self-doping in ultra-wide bandgap spinel ZnGa2O4

材料科学 带隙 尖晶石 光电子学 兴奋剂 接受者 半导体 凝聚态物理 冶金 物理
作者
Zeyu Chi,Fu‐Gow Tarntair,Mathieu Frégnaux,Wan-Yu Wu,Corinne Sartel,Ismail Madaci,Patrick Chapon,V. Sallet,Yves Dumont,Amador Pérez‐Tomás,Ray‐Hua Horng,E. Chikoidze
出处
期刊:Materials Today Physics [Elsevier]
卷期号:20: 100466-100466 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.mtphys.2021.100466
摘要

The spinel group is a growing family of materials with general formulation AB2X4 (the X anion typically being a chalcogen like O and S) with many advanced applications for energy. At the time being, the spinel zinc gallate (ZnGa2O4) arguably is the ternary ultra-wide bandgap bipolar oxide semiconductor with the largest bandgap (∼5eV), making this material very promising for implementations in deep UV optoelectronics and ultra-high power electronics. In this work, we further demonstrate that, exploiting the rich cation coordination possibilities of the spinel chemistry, the ZnGa2O4 intrinsic conductivity (and its polarity) can be controlled well over 10 orders of magnitude. p-type and n-type ZnGa2O4 epilayers can be grown by tuning the pressure, oxygen flow and cation precursors ratio during metal-organic chemical vapor deposition. A relatively deep acceptor level can be achieved by promoting antisites (ZnGa) defects, while up to a (n > 1019 cm−3) donor concentration is obtained due to the hybridization of the Zn–O orbitals in the samples grown in Zn-rich conditions. Electrical transport, atomic and optical spectroscopy reveal a free hole conduction (at high temperature) for p-ZnGa2O4 while for n-ZnGa2O4 a (Mott) variable range hopping (VRH) and negative magnetoresistance phenomena take place, originated from “self-impurity” band located at Ev+ ∼3.4 eV. Among arising ultra-wide bandgap semiconductors, spinel ZnGa2O4 exhibit unique self-doping capability thus extending its application at the very frontier of current energy optoelectronics.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
hanger完成签到,获得积分10
1秒前
腼腆的老虎完成签到,获得积分10
2秒前
憨憨完成签到 ,获得积分10
2秒前
bkagyin应助si采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
眼睛大怀曼完成签到,获得积分10
5秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
6秒前
可爱静静完成签到,获得积分20
8秒前
思源应助心有林夕采纳,获得10
9秒前
1123432412发布了新的文献求助10
9秒前
chrysan发布了新的文献求助10
10秒前
小菜鸟完成签到 ,获得积分10
10秒前
谦让成协完成签到,获得积分10
10秒前
林洁佳完成签到,获得积分10
11秒前
55完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
会撒娇的一曲完成签到,获得积分10
12秒前
隐形的大有完成签到,获得积分10
14秒前
1123432412完成签到,获得积分10
15秒前
czp发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
22秒前
zhangyulu完成签到 ,获得积分10
25秒前
繁多星完成签到,获得积分10
25秒前
活泼饼干完成签到,获得积分10
26秒前
呆呆是一条鱼完成签到,获得积分10
26秒前
Yuciyy完成签到,获得积分10
27秒前
丹dan完成签到,获得积分10
27秒前
锦上添花完成签到 ,获得积分10
27秒前
怕孤独的乌龟完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
29秒前
30秒前
无辜不言完成签到,获得积分10
31秒前
Lucas应助彪壮的美女采纳,获得10
32秒前
袁月辉完成签到,获得积分10
34秒前
李大龙完成签到,获得积分10
34秒前
wang0626完成签到 ,获得积分10
36秒前
沉静的乘风完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
探索化学的奥秘:电子结构方法 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137174
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788239
关于积分的说明 7785062
捐赠科研通 2444183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299854
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625586
版权声明 601011