【衬底论文】观测 β-Ga₂O₃ 中的导电间隙镓线缺陷

        由国家纳米科学中心的研究团队在学术期刊 Advanced Materials 发布了一篇名为 Observation of Conductive Interstitial Ga Line Defects in β-Ga₂O₃（观测 β-Ga₂O₃ 中的导电间隙镓线缺陷）的文章。

摘要

        β-相氧化镓（β-Ga₂O₃）具有超宽带隙和高击穿电压，在深紫外光探测和高功率电子器件领域展现出巨大潜力。然而，在 β-Ga₂O₃ 生长过程中普遍存在纳米尺度的线缺陷，这些缺陷会通过增加漏电流和降低击穿电压来削弱器件性能，因此被称为“致命缺陷（killer defects）”。关键问题在于，这些缺陷在原子尺度上的影响尚不清楚，这是由于其表征受限且对其机制缺乏深入理解。在本研究中，作者利用近场红外成像技术，首次在 β-Ga₂O₃ 纳米薄片中观测到了新型导电性原子线缺陷。结合原子分辨率成像和密度泛函理论（DFT）计算，这些缺陷被鉴定为沿着 c 轴迁移的 Ga 间隙原子。这些原子线缺陷具有宽带红外响应和猝灭的阴极发光，表明其具有显著增强的局部电导率。这种高电导特性使得可以进行亚表面近场探测，并远程激发其上六方氮化硼（hBN）封装层中的声子极化激元。上述发现突显了原子级线缺陷的特殊导电性，一方面强调了在材料生长和器件制备过程中需控制这类缺陷的产生，另一方面也表明这些缺陷可被潜在应用于纳米光子学器件设计。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202418230