【国际论文】利用金属纳米粒子催化剂生长和表征用于功率纳米器件的Ga₂O₃

        由科威特科学研究院的研究团队在学术期刊 Nanomaterials 发布了一篇名为 Growth and Characterization of Ga₂O₃ for Power Nanodevices Using Metal Nanoparticle Catalysts（利用金属纳米粒子催化剂生长和表征用于功率纳米器件的 Ga₂O₃）的文章。

        氧化镓（Ga₂O₃）是一种宽带隙约为 4.9 eV 的半导体，因其在紫外线、光电探测、高功率电子和光电子学方面的潜在应用而备受关注。其出色的性能，如卓越的电子迁移率、高击穿电压和出色的热稳定性，使其成为高温和高压应用的理想候选材料。然而，Ga₂O₃ 基器件的性能取决于材料的晶体尺寸、形态和缺陷密度。因此，理解并控制 Ga₂O₃ 的生长机制对于优化其性能以及扩大工业生产规模至关重要。

        本研究采用一种简单且成本低廉的热氧化工艺，在 c 面（0001）蓝宝石衬底上利用 Ag/Au 催化剂生长出了 β-Ga₂O₃ 薄膜/纳米棒。通过包括 X 射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）在内的多种表征技术，研究了这些催化剂对 Ga₂O₃ 生长机制的影响。在蓝宝石衬底上生长的 Ga₂O₃ 的 XRD 结果显示，有三个尖锐的衍射峰分别位于 19.31°、38.70° 和 59.38°，对应于 β-Ga₂O₃ 的（-201）、（-402）和（-603）晶面。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析表明，在较高温度下，尤其是在 Ag 纳米颗粒作为催化剂存在的情况下，形成了更长且更密集的 Ga₂O₃ 纳米线。

图 1. 用于在炉内生长和研究不同催化剂作用下 Ga₂O₃ 形貌的样品装置的图形说明。

图 2. 在 800°C 下于蓝宝石表面生长的 β-Ga₂O₃ 纳米线的 XRD 图谱：（a）Ag 纳米颗粒催化剂，（b）Au 纳米颗粒催化剂。

DOI：

doi.org/10.3390/nano15151169