晶粒细化是提高Bi_0.5Sb_1.5Te₃合金力学性能的有效途径, 但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能, 制约了Bi_0.5Sb_1.5Te₃基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_0.5Sb_1.5Te₃基合金, 采用实验结合理论计算系统研究了粉末冶金制备过程中研磨和脱附气氛对烧结样品中类施主效应和电热输运性能的影响规律和机制。Bi_0.5Sb_1.5Te₃基合金破碎研磨过程中粉体表面产生缺陷$~\text{V}_{\text{Te}}^{\cdot \cdot }$和${{\text{{V}'''}}_{\text{Sb}}}$并物理吸附空气中的O₂, 在烧结过程中与吸附的O₂发生缺陷化学反应, 产生大量$\text{V}_{\text{Te}}^{\cdot \cdot }$空位和自由电子, 导致类施主效应, 使空穴浓度大幅降低。在保护气氛下(Ar气氛)研磨避免接触空气或在空气中研磨后放置在保护气氛下脱附O₂, 都可以有效抑制类施主效应, 使样品保持较高的载流子浓度和电导率, 且性能在473 K下保持稳定。在空气中研磨后直接烧结的样品和放置在空气中粉体烧结的样品表现出明显的类施主效应, 样品的载流子浓度从保护气氛处理样品的4.49×10¹⁹ cm⁻³下降至3.21×10¹⁹ cm⁻³, 采用保护气氛处理的粉体烧结样品在402 K下获得最高的热电优值ZT为1.03, 平均ZT_ave为0.92。该研究为调控p型多晶Bi₂Te₃基化合物的类施主效应和优化其热电性能提供了新思路。

为了顺应光电探测器和阵列小尺寸、多功能、高密度集成的发展趋势，报告了一种基于超薄氧化镓（Ga₂O₃）制成的高性能日盲和X射线双功能探测器。基于金属有机化合物化学气相沉淀法，通过高温下的精细生长调控，实现了较薄厚度（70 nm）的高质量Ga₂O₃ 异质外延薄膜。得益于Ga₂O₃ 的超宽禁带和薄膜的高质量，基于此薄膜制备的金属-半导体-金属结构光电探测器在日盲紫外探测方面实现了5.5×10⁷的光暗电流比，4.65×10¹⁵ Jones的探测率，3.53×10⁴%的外量子效率，72.2 A/W的响应度，而且上述日盲紫外探测参数在不同的日盲光强下（14.7~548 μW/cm²）保持相对稳定；在X射线探测方面实现了1.91×10⁴ μC·cm^-2·Gy^-1的超高灵敏度，在等效厚度的情况下，超过之前报道的Ga₂O₃ 薄膜器件。同时，器件在较低的工作电压下，依然可以维持较高的综合性能。通过系统分析，薄膜质量的提升、本征氧空位电离和光致肖特基势垒降低效应等因素共同导致器件表现出针对日盲紫外和X射线的优良探测性能。此外，X射线诱导的级联效应也是超薄Ga₂O₃具备高X射线探测灵敏度的主要因素之一。该工作可为今后兼具高性能、低功耗的超薄日盲和X射线探测器提供有益的参考。