第一原理計算によるGa_2O_3 中の複合欠陥の原子構造と電子状態の解明

摘要

Ga_2O_3 は4.9 eV と大きなバンドギャップを有しており、SiC やGaN などを用いたパワーデバイスよりもエネルギー損失を低減できることから、注目されている。Ga_2O_3 は多くの結晶構造を有しており、安定構造であるβ-Ga_2O_3 が主に研究されていたが、α-Ga_2O_3 などの異なる構造を用いた報告もなされるようになっている(Fig. 1)。実験によるGa_2O_3 の報告は多くなされている一方で、理論計算による報告もなされており、β-Ga_2O_3 中のO 原子空孔(V_O)欠陥やGa 原子空孔(V_(Ga))欠陥は多くの報告されている。しかし、それらの複合欠陥やα-Ga_2O_3 中の欠陥に関しては報告がない。そこで本研究では第一原理計算を用いてこれらの欠陥の構造や電子状態について議論する。