【国际论文】亚氧化物和亚硒化物：MBE形成Ga₂O₃、Ga₂Se₃、In₂O₃、In₂Se₃、SnO₂和SnSe₂的中间反应产物

        由德国不来梅大学的研究团队在学术期刊 Physical Chemistry Chemical Physics 发布了一篇名为 Suboxides and subselenides: Intermediate reaction products to form Ga₂O₃, Ga₂Se₃, In₂O₃, In₂Se₃, SnO₂, and SnSe₂ during molecular-beam epitaxy （亚氧化物和亚硒化物：MBE 形成 Ga₂O₃、Ga₂Se₃、In₂O₃、In₂Se₃、SnO₂ 和 SnSe₂ 的中间反应产物）的文章。

摘要

        III-O 和 IV-O 材料（如 Ga₂O₃, In₂O₃ 和 SnO₂）的分子束外延（MBE）生长受复杂的两步动力学和挥发性亚氧化物（如 Ga₂O, In₂O 和 SnO）脱附的反应限制。团队发现，亚氧化物及其相应元素（如 Ga、In 和 Sn）与活性氧的不同表面反应性定义了 III-O 和 IV-O 材料的薄膜生长窗口（FGWs）和亚氧化物形成窗口（SFWs）。为了进行概括，团队提供了形成二元 III-O、III-Se、IV-O 和 IV-Se 化合物及其亚化合物的基本反应途径及其相应的吉布斯自由能，适用于它们的 MBE 生长。团队应用已为氧化物建立的两步动力学模型，识别了以亚硒化物为限制的 Ga₂Se₃ 生长，作为 III-Se 材料的具体示例。团队的动力学和热力学结论表明，亚化合物限制的生长可能是 III-VI 和 IV-VI 薄膜通过 MBE 及相关外延生长技术生长的固有特性。

图 1. (a) C =Ga、In、Sn，A = O、Se，C_y-x A_y-x = GaO、InO、InSe、SnO、SnSe，以及 C_x A_y-x = Ga₂O、In₂O、In₂Se 的计算分压。

图 2. 二元 III-VI 和 IV-VI 材料的 MBE 反应方案，显示了撞击 φ𝑐 和 φ𝑎、产生的阳离子 𝑛𝑐、阴离子 𝑛𝑎、各自的子化合物储库以及最终化合物 𝐶𝑥 𝐴𝑦。

DOI：

doi.org/10.1039/D4CP01702A