【国际论文】Yb离子注入β-Ga₂O₃后的缺陷积累

        近期，由波兰科学院的研究团队在学术期刊《Acta Materialia》发布了一篇名为Defect accumulation in β-Ga₂O₃ implanted with Yb（Yb离子注入β-Ga₂O₃后的缺陷积累）的文章。

摘要

         在宽禁带氧化物，特别是β-氧化镓（β-Ga₂O₃）中，辐射诱导的晶格损伤及其恢复是一个复杂的过程。本文详细研究了用钇（Yb）离子注入的β-Ga₂O₃单晶中的缺陷积累，并研究了快速热退火（RTA）对形成的缺陷的影响。向β-Ga₂O₃单晶（-201）取向的单晶注入了1 × 10¹²到5 × 10¹⁵ at/cm²的十一个Yb离子流量。采用通道退火背散射光谱学（RBS/c）研究了离子注入引起的晶格损伤以及退火后晶体结构恢复的水平。通过计算机模拟对收集的光谱进行了定量和定性分析。结果，我们首次展示了用稀土离子植入的 β-Ga₂O₃的缺陷累积曲线，揭示了一个两阶段损伤过程。在第一阶段，β-Ga₂O₃的损伤不明显，但从1 × 10¹³ at/cm²的流量开始迅速增长，达到了1 × 10¹⁴ at/cm²的Yb离子流量的随机水平的饱和。进一步的辐照使损伤峰变为双峰，表明对于更高的离子流量至少有两种新的缺陷形式发展。这两个损伤区对退火的反应不同，表明它们可能来自两个阶段，即非晶化阶段和新的Ga₂O₃晶体相。高分辨率X射线衍射（HRXRD）显示在注入后存在应变和Ga₂O₃的γ相，而在退火后消失。