【其他论文】β-氧化镓中低于烧蚀阈值的超快激光诱导缺陷

        由美国俄亥俄州立大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 发布了一篇名为Ultrafast Laser-Induced Defects in β-Gallium Oxide Below Ablation Threshold（β-氧化镓中低于烧蚀阈值的超快激光诱导缺陷）的文章。

摘要

        本研究中，采用 95 fs、1030 nm 激光脉冲照射 (-201) β-Ga₂O₃，旨在探究超快激光诱导的形态学与晶体缺陷,这些缺陷在纳米微尺度材料的可控转变中起着关键作用。开尔文探针力显微镜与深度分辨阴极发光光谱（DRCLS）揭示了激光在烧蚀阈值以下诱导的亚表面晶体缺陷，这些缺陷无法通过光学显微镜和原子力显微镜检测。DRCLS 可探测 58-180 nm 的深度，而扫描透射电子显微镜则提供了对 DRCLS 无法探测区域的补充信息，能够直接成像表面或表面下方晶体结构和缺陷。分析揭示材料存在深度依赖性改性：最接近表面与损伤点的区域形成非晶层，向下过渡为呈现 γ-Ga₂O₃ 相变的缺陷区，再向下过渡为富含点缺陷的区域，且缺陷浓度随深度递减。同时基于 Keldysh 电离模型的 FDTD 单脉冲相互作用模拟表明，载流子生成密度与测量观测的深度尺度高度吻合。这些发现深化了对 β-Ga₂O₃ 缺陷形成机制的理解，并凸显了超短激光脉冲在宽带隙半导体中实现精密亚表面改性的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.5c16451