【国际论文】在(0001) Al₂O₃上利用分子束外延法生长Ga₂O₃和In₂O₃的成核窗口

        近日，由德国不来梅大学的研究团队在科学杂志《ACSPublications》上发表了一篇名为Nucleation Window of Ga₂O₃ and In₂O₃ for Molecular Beam Epitaxy on (0001) Al₂O₃（在(0001) Al₂O₃上利用分子束外延法生长Ga₂O₃和In₂O₃的成核窗口）的论文文章。

内容摘要

        研究了通过等离子体辅助分子束外延在(0001)取向的Al₂O₃上生长Ga₂O₃和In₂O₃的外延生长过程。这两种材料的合成都遵循相似的生长动力学，其中挥发性亚氧化物的形成限制了它们在金属富集区域的生长。对模拟同质外延生长条件的适当缓冲层进行了β-Ga₂O₃和c-In₂O₃生长动力学的定量分析。特别是，研究了供应的原子氧量对β-Ga₂O₃生长动力学的影响。在裸露的(0001) Al₂O₃上进行异质外延生长时，发现观察到的成核窗口比从同质外延生长条件推导出的预期生长窗口要更受限。对于Ga₂O₃，进行了详细的研究，并确定了成核窗口的上限，其取决于生长表面上的镓与氧的比例和生长温度。在成核窗口之外，还展示了在生长初始阶段形成的三层α-(Al_0.75±0.04Ga_0.25∓0.04)₂O₃，它使表面对于进一步的β-Ga₂O₃成核进行了钝化处理。我们将这一层的形成归因于富含镓的表面层与衬底中的铝原子的相互扩散，直到达到α-相的溶解度极限。观察结果随着特殊的RHEED模式，其中satellite reflexes归于在金属富集生长区域的表面重构。

图S1：β-Ga₂O₃缓冲层（a）和显示部分生长的样品的原子力显微镜图像，重点在从成核到非成核制度的过渡（b）。

图S2：β-Ga₂O₃缓冲层沿[102]（a）和[010]（b）方位角生长后拍摄的RHEED图像。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.cgd.3c00193