【外延论文】非化学计量比氧化镓薄膜的成分设计

        由罗马尼亚 NILPRP 的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Compositional Design of Non-Stoichiometric Gallium Oxide Thin Films（非化学计量比氧化镓薄膜的成分设计）的文章。

摘要

        本研究探讨了未探索的严重缺氧对非化学计量比氧化镓薄膜电输运性能的影响，这些薄膜是忆阻器中电阻切换的有前景的候选材料。该团队采用脉冲激光沉积法，在 400 °C 下在 c 切蓝宝石单晶基底上生长缺氧氧化镓薄膜，其 O/Ga 比根据生长条件而变化。在真空（2×10⁻⁷ mbar）中增加激光能量密度会导致 O/Ga 比从 1.3 降低到 0.8，从而产生异常的低温输运行为。X 射线光电子能谱揭示了镓的三种化学状态，表明存在缺氧、金属镓纳米簇和氧化镓基体。高度非化学计量比的无定形 Ga₂Oₓ 薄膜表现出亚稳态行为，由嵌入氧化镓基体中的金属镓纳米簇组成，这可通过固态歧化反应来解释。薄膜在 4 至 300 K 温度范围内的电阻率随 O/Ga 比的变化表现出金属性和半导体性行为，少数情况下在 5 至 6.3 K 范围内伴随部分或完全的超导转变。这些结果有助于开发具有定制电学性能的纳米结构材料，以用于先进的神经形态应用和量子计算。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.6c01178