【外延论文】通过掺杂三甲基镓的NH₃/H₂/N₂/O₂ 预混合滞焰合成掺氮晶体Ga₂O₃ 薄膜

        近期，由南方科技大学的研究团队在学术期刊Fuel发布了一篇名为Synthesis of nitrogen-doped crystalline Ga₂O₃ thin films via trimethylgallium doped NH₃/H₂/N₂/O₂ premixed stagnation flames（通过掺杂三甲基镓的NH₃/H₂/N₂/O₂  预混合滞焰合成掺氮晶体Ga₂O₃ 薄膜）的文章。

摘要

        本研究首次提出了一种新颖且经济的方法，通过火焰合成在大气压条件下制备氮掺杂晶态α-Ga₂O₃和β-Ga₂O₃薄膜。我们采用金属有机氨（NH₃）辅助火焰合成（MO-NAFS）技术，在准一维三甲基镓（TMG）掺杂NH₃/H₂/N₂/O₂ 平面火焰中实现Ga₂O₃在c面α-Al₂O₃衬底上的一步沉积。研究发现，氢气（H₂）的添加直接影响Ga₂O₃薄膜的结晶性。当仅使用NH₃作为燃料时，观察到薄膜单晶氮掺杂的β-Ga₂O₃。将NH₃与5%的H₂混合使用时，生成了单晶氮掺杂的α-Ga₂O₃；当H₂比例进一步增加到10%时，则形成了α-Ga₂O₃和β-Ga₂O₃晶体的混合物。值得注意的是，通过MO-NAFS进行氮掺杂，XPS分析显示N/O原子比高达1.12。这种方法为通过参数调整控制晶相成分生产氮掺杂晶态Ga₂O₃薄膜提供了一种简单且可扩展的途径。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.132599