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【国内论文】北京工业大学——β-Ga₂O₃ 在 h-BN 上的生长模式：Remote 外延和 van der Waals 外延
日期：2025-03-03阅读：130
近期，由北京工业大学的研究团队在学术期刊 Nano Research 发布了一篇名为 Growth modes of β-Ga2O3 on h-BN: Remote epitaxy and van der Waals epitaxy（β-Ga2O3 在 h-BN 上的生长模式：Remote 外延和 van der Waals 外延）的文章。
摘要
将单斜晶系氧化镓 (β-Ga2O3) 与二维 (2D) 六方氮化硼 (h-BN) 集成到异质结构中对于实现高功率器件应用具有重要意义。二维材料辅助外延为制备 β-Ga2O3/h-BN 垂直异质结构提供了一种直接的集成方法。在这项工作中，将 β-Ga2O3 薄膜沉积在不同厚度的多晶和单晶 h-BN 层上，并研究了 β-Ga2O3 薄膜在 h-BN 上的两种生长模式：远程外延和范德华 (vdW) 外延。结果表明，无论 h-BN 的结晶度如何，蓝宝石衬底的势场都可以穿透单层和双层 h-BN，从而实现 β-Ga2O3 薄膜的远程外延。β-Ga2O3 薄膜的 vdW 外延可以在单晶 h-BN 衬底上实现。与蓝宝石衬底上的传统和远程外延 β-Ga2O3 薄膜相比，单晶 h-BN 衬底上的 vdW 外延 β-Ga2O3 薄膜表现出更高的结晶度。这项工作表明，二维材料辅助外延为 β-Ga2O3 薄膜的异质集成提供了一种可行的方案。
图 1(a) 不同数量的 h-BN 层沿 c-sapphire 的 Z 轴间隔产生的 Al-Ga 远程相互作用间隙示意图。(b) DFT 计算沿铝端 c-sapphire 和 β-Ga2O3 分离板坯的电子密度。(c) (b) 中间隙区域内电子密度的放大图。通过不同的相互作用间隙（相当于不同数量的 h-BN），Al 端接 c-蓝宝石的电荷密度分布：(d) 无 h-BN 夹层，(e) 单层 h-BN，(f) 双层 h-BN 和 (g) 三层 h-BN。
图 2. 铜箔上 IBSD 生长的（a）单层、（b）双层和（c）三层多晶 h-BN 的典型 SEM 图像。(d）转移到蓝宝石衬底上的单层 h-BN 的原子力显微镜图像。(e) 多晶 h-BN 的 B 1s 和 N 1s 核电平的 XPS 光谱。(f) 转印到蓝宝石衬底上的不同层数多晶 h-BN 的拉曼光谱。
DOI：
doi.org/10.26599/NR.2025.94907129
