【外延论文】利用扫描透射电子显微镜观察电子束诱导的无定形氧化镓薄膜结晶现象

        由日本名古屋大学的研究团队在学术期刊 Crystal Growth & Design 发布了一篇名为 Electron-Beam-Induced Crystallization of Amorphous Gallium Oxide Thin Films Using Scanning Transmission Electron Microscopy（利用扫描透射电子显微镜观察电子束诱导的无定形氧化镓薄膜结晶现象）的文章。

摘要

        利用电子束实现非晶材料的结晶是一种有前景的技术，可用于对微小区域进行结晶处理。本文采用扫描透射电子显微镜研究了电子束照射下非晶态氧化镓（Ga₂O₃）薄膜的结晶行为，并利用其线扫描模式进行图案化线条绘制。Ga₂O₃ 薄膜在电子束剂量达到 53–144 C/cm² 范围内时发生结晶。结晶形成的 γ- 和 β-Ga₂O₃ 晶粒平均尺寸为 7 nm。随着电子束剂量的增加，结晶体积也随之增加。Ga₂O₃ 的晶型在结晶过程中随剂量主要由 γ-相逐渐转变为 β-相。Ga₂O₃ 晶型随剂量变化的原因被归因于电子束照射引起的 Ga 离子氧配位数的变化以及氧空位的形成。通过线扫描模式，可在非晶 Ga₂O₃ 薄膜中绘制出由 β-Ga₂O₃ 单晶主要组成的字母“N”，线宽约为 10 nm。研究推测，线扫描初期生成的 β-Ga₂O₃ 晶粒能够通过后续扫描实现外延生长，从而形成主要由单晶 β-Ga₂O₃ 构成字母“N”结构。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5c00148