【其他论文】亚化学计量比原子级薄氧化镓作为一种可通过缺陷调节的多功能氧化物

        由加拿大多伦多大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Substoichiometric Atomically Thin Gallium Oxide as a Defect-Tunable Multifunctional Oxide（亚化学计量比原子级薄氧化镓作为一种可通过缺陷调节的多功能氧化物）的文章。

摘要

        原子级薄的 β-Ga₂O₃ 代表了一类新兴的二维氧化物，其功能特性源于超宽带隙电子结构、混合离子-共价键以及缺陷敏感的局部对称性的结合。在此，该团队系统地研究了超薄非化学计量单斜晶系 β-Ga₂O₃–δ 的摩擦学、电子学和机电行为，并表明这三种响应均表现出与缺陷介导的相互作用一致的特征。摩擦力显微镜显示，纳米尺度的摩擦可由外部偏压可逆调节，并且在正负电压之间表现出显著的不对称性，这表明场诱导电荷捕获改变了界面静电力。100 至 400 °C 下的霍尔测量显示电流可忽略不计，且无可测量的迁移率，这表明在超薄极限下，载流子强烈局域化和深能级捕获抑制了自由载流子的传输。双交流共振压电响应力显微镜测量得到了可重复的平面外机电响应（d_33,eff ≈ 4–5 pm/V），这与可能源于表面、应变或点缺陷的局部对称性破缺一致。虽然 X 射线光电子能谱证实了氧相关态的存在，但该团队并不认为观察到的功能仅归因于空位；相反，综合数据表明，缺陷和对称性敏感的电子结构在摩擦学、电子学和机电领域中发挥着核心作用。这些发现使原子级薄的 β-Ga₂O₃–δ 成为一种多功能氧化物平台，在该平台上，界面力学、电荷局域化和新兴的机电耦合可被灵敏地调节，以用于下一代纳米尺度器件。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.6c00656