【外延论文】铪掺入对 β-Ga₂O₃ 薄膜结构和电子性质的改性

        由阿拉伯联合酋长国阿联酋大学的研究团队在学术期刊 Applied Surface Science 发布了一篇名为 Structural and electronic modification in β-Ga₂O₃ thin films induced by hafnium incorporation（铪掺入对 β-Ga₂O₃ 薄膜结构和电子性质的改性）的文章。

摘要

        研究了铪（Hf）掺杂对 β-Ga₂O₃ 薄膜结构、化学和电子性能的影响。采用共溅射技术制备了 Hf 浓度范围为 0 至 17 原子百分比（at.%）的 Hf-Ga₂O₃ 薄膜。掠入射 X 射线衍射分析揭示了成分依赖的相变。在低 Hf 浓度（0–4.5 at.%）下，替代掺杂破坏了 β-Ga₂O₃ 晶格并降低了结晶度。而高 Hf 浓度（9–17 at.%）则诱导相分离，产生结晶的 m-HfO₂–β-Ga₂O₃ 纳米复合材料。光学光谱分析显示，在低掺杂水平下，由于杂质带的形成，带隙从 4.62 eV缩小到 4.30 eV，而在 Hf 含量较高时，带隙又扩大到 5.07 eV。X 射线光电子能谱证实了 Hf 掺杂在氧化物结构中，并揭示了带向上弯曲（1.35–2.89 eV），耗尽层宽度为 38–56 nm。重掺杂薄膜也可解释为 Ga 掺杂的 m-HfO₂，其中 Ga 相对于纯 m-HfO₂ 降低了带隙和带向上弯曲。这种双重视角凸显了 Hf-Ga₂O₃ 系统在先进器件应用中定制表面电子性能的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2026.167137