【国际论文】在N₂O气氛中对 GaN 进行1000 至 1100 ℃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于科学期刊《MDPI》 发布的名为Further Characterization of the Polycrystalline p-Type β-Ga₂O₃ Films Grown through the Thermal Oxidation of GaN at 1000 to 1100 °C in a N₂O Atmosphere（在N₂O气氛中对 GaN 进行1000 至 1100 ℃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

        为了实现β-Ga₂O₃的设备和应用，开发良好的p型β-Ga₂O₃是至关重要的。在此研究中，我们通过在N₂O气氛中对GaN进行热氧化制备了掺杂氮的p型β-Ga₂O₃薄膜，并显示出增强的导电性。为了深入了解热活化转化过程的潜在机制，对氧化膜在1000、1050和1100°C下进行了额外测量。室温下的光致发光(PL)光谱显示出在246nm处有一个中等的紫外发射峰，这证实了带隙约为5.0 eV的镓氧化物的生成。通过标准化的X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射图(SAED)，证实了多晶和各向异性的生长特性。为了检查氧化温度的影响，使用二次离子质谱(SIMS)分析了所掺杂的氮的量。此外，还使用温度依赖的霍尔测试结果计算和分析了在1000、1050和1100°C下氧化的薄膜中受体的电离能。结果表明，氮掺杂在决定p型电性质中起到了重要作用。使用Arrhenius估测在N₂O气氛中通过GaN的热氧化制备的多晶β-Ga₂O₃的活化能为147.175 kJ·mol⁻¹。此值明显低于在O₂环境条件下对GaN进行的干、湿氧化所得到的值，从而证实了在N₂O气氛中对GaN进行热氧化的更高效率。