【国际论文】在 N₂O 大气中于 1000 至 1100 ℃ 对 GaN 进行热氧化而生长的多晶 p 型 β-Ga₂O₃ 薄膜的进一步表征

        近期，由集美大学等组成的研究团队在预订本平台preprints.org上发表了一篇名为Further characterization of the polycrystalline p-type β-Ga₂O₃ films grown through thermal oxidation of GaN at 1000 to 1100 °C in N₂O atmosphere（在 N₂O 大气中于 1000 至 1100 ℃ 对 GaN 进行热氧化而生长的多晶 p 型 β-Ga₂O₃薄膜的进一步表征）的文章。

内容摘要

        开发具有良好导电性的p型β-Ga₂O₃对于实现其设备和应用至关重要。通过在N₂O气氛中对GaN进行热氧化，制备了具有增强导电特性的氮掺杂的p型β-Ga₂O₃膜。对在1000、1050和1100°C下氧化的膜进行了进一步的测量，以深入了解热活性转化过程的底层机制。室温光致发光（PL）光谱显示出一个位于246 nm的适度紫外发射峰，确认了带隙约5.0 eV的氧化镓的生成。使用标准化的X射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和选区电子衍射（SAED）图样来确认多晶和各向异性生长的特性。然后，使用二次离子质谱（SIMS）分析了氧化温度对氮掺入量的影响。此外，通过使用温度依赖性霍尔测试结果，计算并分析了在1000、1050和1100°C下氧化的膜的受主的电离能。结果显示，氮掺杂是p型电性的主要贡献者。通过Arrhenius图估计，在N₂O气氛中通过对GaN进行热氧化制备的多晶β-Ga₂O₃的激活能为147.175 kJ·mol^-1，这比在O₂环境中对GaN进行干燥和湿氧化的激活能显著低，从而证实了在N₂O中对GaN进行热氧化的效率。