【外延论文】磁控溅射法制备的低成本氧化镓薄膜及双向驱动可调谐近紫外LED

摘要

        Ga₂O₃ 材料凭借其 4.9 eV 的超宽禁带，在紫外探测与发光领域中发挥着重要作用。然而，高质量 Ga₂O₃ 薄膜的制备成本通常较高。本研究通过射频磁控溅射（RFMS） 以低成本制备了 Ga₂O₃ 薄膜，并在 900 °C 下分别采用 O₂、N₂ 和真空氛围对薄膜进行退火处理。通过对三组样品物理性质的对比分析，确定了最优退火条件。在优化工艺下，制备了一种基于 p-GaN / i-Ga₂O₃ / n-ZnO 的异质结发光二极管，其中 Ga₂O₃ 用作电子阻挡层。器件表现出优异的整流特性，在室温下整流比接近 100000。在正向偏压下，器件的电致发光（EL）光谱呈现稳定的近紫外发射，主发射峰位于 361 nm，强度高且占主导；而在反向偏压下，则出现截然不同的紫光发射特征。此外，还研究了器件电致发光随温度变化的行为，并结合器件的能带结构分析了其发射机理。本研究表明，Ga₂O₃ 作为电子阻挡层在高质量异质结发光器件的制备中具有重要应用潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.185404