【外延论文】Ga₂O₃ 同质外延薄膜中纳米级旋转晶体的原子界面结构与电子性质

        由韩国忠南大学的研究团队在学术期刊 Applied Surface Science 发布了一篇名为 Atomic interface structure and electronic properties at nanoscale rotated crystal in Ga₂O₃ homoepitaxial film（Ga₂O₃ 同质外延薄膜中纳米级旋转晶体的原子界面结构与电子性质）的文章。

摘要

        尽管 β-Ga₂O₃ 有望成为下一代电力电子材料，但由于其复杂的晶体结构，对二维缺陷的理解仍然不足。研究团队报告了 β-Ga₂O₃ 同质外延层中纳米级旋转晶体的形成，并确定了其晶体结构和电子特性。通过结合扫描透射电子显微镜和密度泛函理论计算，分析了同质外延薄膜中的旋转晶体，其晶体取向为 (−201)_rotated // (202)_matrix 和 [010]_rotated // [010]_matrix。 (−201)//(202) 界面处的失配小至 0.0013，非常接近零。研究人员发现特定 Ga 原子在界面处重复且规律地出现亚纳米级位移，约为 1.03 Å。根据 DFT 计算，界面形成能确定为 75.3 mJ/m²，与半导体材料的堆垛层错能相比非常小。此外，这种缺陷本身会引起离域的深能级态，研究人员进一步计算了边界处杂质偏析引起的能带结构变化，这些变化难以通过杂质偏析钝化。这些结果为局部形成的纳米级缺陷的原子级界面结构及其电子特性提供了基本理解。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.163471