【外延论文】通过缺陷工程在 β-Ga₂O₃ 中利用快速热退火实现氧空位的策略性控制以用于先进电子器件

        由韩国中央大学的研究团队在学术期刊 Optical Materials 发布了一篇名为 Strategic Oxygen Vacancy Control via Defect Engineering in β-Ga₂O₃ Using Rapid Thermal Annealing for Advanced Electronics（通过缺陷工程在 β-Ga₂O₃ 中利用快速热退火实现氧空位的策略性控制以用于先进电子器件）的文章。

摘要

        本研究通过快速热退火（RTA）在不同温度下优化退火条件，以最小化 β-Ga₂O₃ 薄膜中的氧空位。通过溶胶-凝胶法制备的薄膜通过晶体结构、化学组成、表面形态和光学性质进行了表征。X射线衍射（XRD）分析证实了单斜β相结构，并在1100 °C退火温度下沿（-201）晶面呈现出优选取向。紫外-可见光谱显示所有薄膜均具有高透光率（>85%），且带隙增大、缺陷减少。X 射线光电子能谱（XPS）表明，1100 °C时 O/Ga 比值达到约 1.4，接近理想化学计量比 1.5，而氧空位含量降至 10.44%。然而，在 1200 °C 时，基底中的铝扩散现象更加明显，XPS 分析证实了这一点，显示出与铝相关的峰值，并表明铝已扩散进入 β-Ga₂O₃ 晶格。为了研究缺陷工程，光致发光光谱（PL）显示出 325 nm、365 nm 和 415 nm 的明显发射峰，其中 325 nm 峰在较高温度下变得主导。X 射线反射率（XRR）分析显示所有样品厚度均保持在约 100 nm，且在 1100 °C 时密度最高。原子力显微镜（AFM）观察到低温下旋涂引起的波纹，以及高温下因热膨胀不匹配导致的裂纹。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.optmat.2025.117389