【国际论文】β-Ga₂O₃中热与辐射辅助退火缺陷

        近日由奥斯陆大学和高丽大学于科学期刊《Journal of Vacuum Science & Technology A》上发表了一篇名为Thermal versus radiation-assisted defect annealing in β-Ga₂O₃（β-Ga₂O₃中热与辐射辅助退火缺陷）的文章。

内容摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）在离子辐照下表现出复杂的行为，因为离子诱导的无序性不仅影响到功能特性，并会引起Ga₂O₃的多晶转变。传统方法利用辐照后退火以减少晶格紊乱。而另一种方法是通过在高温下进行注入，从一开始就抑制无序堆积，这会使很大一部分紊乱在辐射辅助过程中动态退火。在此使用这两种方法来最小化单晶β-Ga₂O₃的辐射无序性，注入的剂量低于多晶转变所需的阈值。通道和X射线衍射技术相结合的结果显示，在300℃下的注入有效抑制了β-Ga₂O₃缺陷的形成。另一方面，为了使在室温下注入的样品达到类似的结晶质量，须进行超过900℃的辐照后退火。

图1. (a)RBS/C谱和(b)相应的XRD 2theta扫描，穿过(010)β-Ga₂O₃注入400 keV镍离子到2 × 10¹⁴ cm^-2的不同温度。原始（未注入）谱/扫描图显示在相应的面板上以供比较。用SRIM代码模拟计算出的核能量损失曲线也显示在图（a）中的虚线上，与Ga深度标度相关。图（b）中64.5°的峰值对应样品架。

图2. (a) 在不同温度下退火前后，用400KeV镍离子注入2×10¹⁴ cm^-2的(010)β-Ga₂O₃样品的RBS/C谱的Ga部分和(b)相应的XRD 2theta扫描，如图所示。原始（未注入）谱/扫描图显示在相应的面板上以供比较。用SRIM代码模拟计算出的核能量损失曲线也显示在图（a）中的虚线上，与Ga深度标度相关。图（b）中64.5°的峰值对应样品架。

图3. 根据RBS/C谱推导出的(010)β-Ga₂O₃样品的最大相对紊乱度，与注入/退火温度的关系。