【国际论文】Yb 掺杂 β-Ga₂O₃ 中辐射诱导缺陷的各向异性

        近期，由波兰国家核能研究中心的研究团队在学术期刊 Scientific Reports 发布了一篇名为 Anisotropy of radiation-induced defects in Yb-implanted β-Ga₂O₃（Yb 掺杂 β-Ga₂O₃ 中辐射诱导缺陷的各向异性）的文章。

摘要

        RE 掺杂 β-Ga₂O₃ 似乎对在高辐射环境下运行的未来高功率 LED 有吸引力。在这项工作中，我们特别关注 β-Ga₂O₃ 中辐射诱导缺陷的各向异性问题，这对于器件制造至关重要。使用 RBS/c 技术，我们仔细研究了在 β-Ga₂O₃ 的两种最常用的晶体取向（-201）和（010）中，由注入和注入后退火引起的结构变化。该分析得到了使用 McChasy 代码进行的高级计算机模拟的支持。我们的研究表明，由 Yb 离子注入引起的结构损伤强烈依赖于晶体取向，在 (-201) 方向上观察到的扩展缺陷水平明显高于 (010) 方向。相反，简单缺陷的浓度和行为在两种取向的晶体中似乎相似，尽管它们的演变表明在注入区中两种不同类型的缺陷共存，它们对辐射和退火的敏感性不同。还发现 Yb 离子主要占据 β-Ga₂O₃ 晶体中的间隙位置，这些位置在退火后保持不变。该位置与晶体取向无关。我们相信，这些研究显着扩展了对辐射诱导缺陷结构的了解，因为它们消除了关于损伤水平根据晶体取向的不同而不同的疑问，并且对于进一步的实际应用具有重要意义。

图 1：随机（实心符号）和对齐（空心符号）RBS 实验光谱，分别针对 (-201) 和 (010) 取向的 β-Ga₂O₃ 单晶和植入不同通量的镱离子的单晶。(a)和(b)分别显示了来自 Ga 和 Yb 的信号。实线是使用 McChasy-1 代码进行 MC 模拟的结果。

图 2：通过 McChasy-1 模拟得到的植入不同通量镱离子的 (010) β-Ga₂O₃ 简单（RDA）和扩展（DIS）缺陷的分布。黄线表示 SRIM 预测的位移原子分布。

DOI：

doi.org/10.1038/s41598-024-75187-6