【国际论文】液态金属薄膜Ga₂O₃-SiO₂异质结构的电学和热学表征

        近日，来自布里斯托大学的HH Wills物理实验室和化学学院；来自意大利帕多瓦大学化学科学系组成的研究团队在科学期刊《scientific reports》上发表了一篇名为Electrical and thermal characterisation of liquidmetal thin-film Ga₂O₃–SiO₂ heterostructures（液态金属薄膜Ga₂O₃-SiO₂异质结构的电和热特性分析）的论文文章。该篇论文的研究对象为Ga₂O₃与其他材料如Si、SiC或金刚石等的异质结构，这是一种解决Ga₂O₃低热导率、缺乏p型掺杂以及提高器件可靠性的方法。研究人员通过用氧化液态镓层剥离的方法，在硅基底的热氧化层上沉积了厚度在8-30nm之间的氧化镓薄膜，制备了Ga₂O₃-SiO₂异质结构，并通过X射线光电子能谱和瞬态热反射技术对其进行了表征。研究结果显示，氧化镓薄膜相对于SiO₂的价带偏移为0.1eV，相对于金刚石的价带偏移为-2.3eV。该薄膜的垂直热导率测量值为3±0.5 Wm^-1 K^-1，比其他厚度相当的多晶Ga₂O₃薄膜的热导率高。

图1. (a) 铝烷法剥离示意图——将液态镓滴单独隔离并将其保护氧化物直接转移至衬底上。(b) 在250℃退火1小时后，沉积在热氧化硅基底上的Ga₂O₃薄膜的显微镜图像。(c) 跨越薄膜氧化物到基底边缘的原子力显微镜线扫描图，来自两个不同的区域。

图2. 通过X射线光电子能谱(XPS)对Ga₂O₃薄膜与SiO₂的能带对齐进行分析。显示了SiO₂和Ga₂O₃薄膜的XPS能谱，(b)是SiO₂的导带区域放大图，用虚线交点确定了导带最大值(VBM)。(c)Ga₂O₃薄膜与SiO₂的能带图，同时扩展到其他材料。该文献采用4.9 eV的能隙来确定导带偏移。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41598-023-30638-4/figures/2