【国际论文】利用 200 keV C⁺ 强脉冲离子束改变氧化镓薄膜的光学和光电特性

        近期，由哈萨克斯坦国立欧亚大学的研究团队在学术期刊 Optical Materials: X 发布了一篇名为 Modification of optical and photoelectrical properties of thin gallium oxide films by intense pulsed 200 keV C⁺ ion beams（利用 200 keV C⁺ 强脉冲离子束改变氧化镓薄膜的光学和光电特性）的文章。

摘要

        本研究探讨了高通量（约∼10²⁰ cm⁻²s⁻¹）强脉冲离子辐照对氧化镓薄膜结构、光学和光电特性的影响。这些薄膜通过射频磁控溅射法制备，具有无定形结构。其中部分薄膜在空气环境下退火（900 °C，1 小时）以合成 β-Ga₂O₃ 相。制备的薄膜随后接受强脉冲离子辐照（离子能量高达 200 keV，脉冲持续时间 100 ns，靶面电流密度高达 30 A/cm²，脉冲数量为 3 次）。研究了辐照对光吸收和光致发光光谱、暗电导和光电导的场及温度依赖性的影响。同时讨论了可能的生长缺陷性质，并提出了决定光学特性的电子跃迁机制的模型。

图 1. 退火前（1，2）和退火后（3，4）、辐照前（1，3）和辐照后（2，4）样品的 X 射线衍射图样。在 GXRD 模式下获得的曲线。根据JCPDS card No. 41–1103，黑色箭头标出了 β-Ga₂O₃ 相对应反射的位置。

图 2. 晶体薄膜（a）和非晶体薄膜（b）中暗电流 I_d(U) 和光导电流 I_ph(U) 的相关性，以及照射前后薄膜的光敏系数 K(U) 与外加电压 U 的相关性。

DOI：

doi.org/10.1016/j.omx.2025.100399