【外延论文】退火气氛对原子层沉积 β-Ga₂O₃ 薄膜能带对齐的影响

摘要

        在本研究中，采用原子层沉积法在蓝宝石（0001）衬底上沉积了 β-Ga₂O₃ 薄膜，并在氮气（N₂）、氧气（O₂）和真空气氛下于 1000 °C 进行退火处理。结果表明，真空退火通过热迁移部分减少了氧空位，但残余缺陷仍存在。氮气和氧气退火有效填充并钝化了空位，改善了晶格有序度，其中 N₂ 退火样品表现出最高的晶格氧比 O_L/(O_L + O_NL) = 77.26%，O_L：晶格氧；O_NL：非晶格氧），但引入了氮掺杂和间隙氧缺陷。通过实验测量能带对齐和能带隙，结合密度泛函理论模拟，揭示了不同退火气氛下缺陷态引起的能带位移。本研究创新性地提出了“退火气氛-缺陷态-能带位移”模型，为缺陷工程和工艺优化奠定了理论基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2025.139110