在此次國際聯合研究合作中,本校洪瑞華教授和國內教師與巴黎-薩克雷大學的Chikoidze教授等進行國際合作研究,發表了在360~1000 nm波長範圍內具有高於80%穿透率的n-ZnGa2O4和p-ZnGa2O4,其能隙值分別為4.9 eV和4.8 eV。電學特性部分,p-ZnGa2O4薄膜在高溫下(500-850 K)有7~10 cm2V-1s-1的遷移率。電阻率為1.3 × 103 Ω cm,在850 K時具有p = 1.6 × 1015cm-3的電洞濃度。而n-ZnGa2O4薄膜在300 K下具有5.3 cm2V-1S-1的遷移率,比p-ZnGa2O4更低的電阻率:3.2 × 10-2 Ω cm,電子濃度為n = 3.7 × 1019cm-3。
此研究打破了ZnGa2O4是一個典型絕緣體代表的觀點。基於互補的結構、化學、光學和電傳輸測量我們可以瞭解,高室溫n型電導率的起源與位於Ev+∼3.4 eV價帶邊緣的 “自雜質”帶有關。此帶是ZnO混成軌域在富含Zn及缺氧的ZnGa2O4中的結果。而p-ZnGa2O4中電洞具導電性是因為ZnGa錯位點缺陷的形成。此次國研合作進一步證明了ZnGa2O4材料在擴展固態能源光電子學領域的傑出前景。