SnO2 由于具备高稳定化学性能以及良好的光电性能而被广泛应用于透明导电薄膜、气体传感器等领域中.然而,体材料SnO2 由于带边“偶极禁戒跃迁”定则不能直接发射紫外光,这在一定程度上阻碍了SnO2 在光学领域中的应用.在大多有关体材料SnO2 光学性质的报导中,仅在波长540nm 左右观察到一个可见光发光峰.因此,一些研究人员试图通过修饰SnO2 的能带结构来打破“偶极禁戒跃迁”定则使其恢复紫外发光,例如制备SnO2 纳米线以及量子点等.此外,掺杂是修饰半导体电子结构的一种普遍适用方法,尤其是掺杂引入的杂质可以和半导体中存在的缺陷形成施主—受主缺陷复合体,从而起到调控能带结构的作用.例如,Gao 等人报导Sn 掺入In2O3 可打破“偶极禁戒跃迁”定则使其重新恢复紫外发光.通常,复合缺陷存在于自补偿半导体中,由于库伦引力的作用可以形成施主—受主缺陷复合体,这在一定程度上可影响半导体的电导率、磁学以及光学性质.Vo 作为施主缺陷存在于SnO2 中,我们希望可以和掺入的受主杂质形成缺陷复合体并成为辐射复合中心,从而打破“偶极禁戒跃迁定则”使其恢复紫外发光.然而,目前还未有关于施主—受主缺陷复合体对SnO2 光学以及电学性质影响的报导.本实验通过In 掺杂调控SnO2 的能带结构,并通过光致发光和电致发光谱图说明利用In 掺杂可使SnO2 发光峰从可见发光区域向紫外发光区域演变,这是由于In 掺入SnO2 作为受主杂质可补偿Vo 形成施主—受主缺陷复合体并成为辐射复合中心使其重新恢复紫外发光.从图(1)光致发光谱图得知,SnO2随着In 掺杂浓度的增加,占主导地位的可见光逐渐向紫外发光区域演变.第一原理计算说明In 受主杂质与Vo 形成的复合缺陷可以打破SnO2“偶极禁戒跃迁”定则,并形成可允许电子跃迁的过渡态使其恢复紫外发光.此外,本实验在GaN 衬底上分别旋涂了SnO2 和掺In 浓度为10％的SnO2∶In 层,得到两块SnO2、SnO2∶In 基异质结LED.从图(2)可知,SnO2 基异质结LED 电致发光以淡黄色的可见光为主,SnO2∶In 基异质结LED 电致发光以紫外发光为主.因此,我们的研究结果说明,利用In 掺杂可以调控SnO2 的能带结构并使其重新获得紫外发光.