【会员论文】西电研究团队通过无真空、低成本Mist-CVD外延制备高质量单晶NiO/Ga₂O₃ p-n异质结与器件

        近期，由西安电子科技大学的研究团队在学术期刊Science China Materials发布了一篇名为High-quality crystalline NiO/β-Ga₂O₃ p–n heterojunctions grown by the low-cost and vacuum-free mist-CVD for device applications（无真空、低成本Mist-CVD外延制备高质量单晶NiO/Ga₂O₃ p-n异质结与器件）的文章。

摘要

        在氧化镓(Ga₂O₃)材料p型掺杂困难的背景下， Ga₂O₃ p-n异质结器件在氧化镓器件的应用中起着重要作用。因此，寻找一种高效、经济的制备方法制备Ga₂O₃异质结对器件应用具有重要意义。在这项工作中，我们成功基于低成本、无真空的雾化学气相沉积(Mist-CVD)外延制备了单晶氧化镍(NiO)和β-Ga₂O₃异质结。其中, NiO(111)和β-Ga₂O₃ (−201)的XRD摇摆曲线半高宽分别为0.077°和0.807°。NiO与β-Ga₂O₃之间的能带表现为II型异质结构。基于此异质结，我们制备了准垂直器件，器件具有明显的p-n结整流特性，反向击穿电压为117V。本工作为β-Ga₂O₃异质p-n结的制备提供了一种低成本、高质量的方法。

图 1 (a) 蓝宝石上生长的 Ga₂O₃ 和 NiO（NiO 前驱体溶液中含有 5%的 LiOH，在本研究中统一标记为 NiO）薄膜的紫外-可见透射光谱。(a) 中的插图是 NiO 和 Ga₂O₃ 薄膜的 Tauc 图。(b) NiO/β-Ga₂O₃ 异质结结构薄膜的 XRD 光谱。β-Ga₂O₃ (c) (-201) 和 (d) (-402) 峰的 XRD 摇摆曲线。NiO (e) (111) 峰的 XRD 摇振曲线。