【国际论文】在蓝宝石上的氮化镓通过热氧化生长出β-Ga₂O₃纳米结构，用于光电器件应用

        近期，由印度理工学院的研究团队在学术期刊Journal of Alloys and Compounds发布了一篇名为Growth of β-Ga₂O₃ nanostructures by thermal oxidation of GaN-on-sapphire for optoelectronic devices applications（在蓝宝石上的氮化镓通过热氧化生长出β-Ga₂O₃纳米结构，用于光电器件应用）的文章。

摘要

        如 β-Ga₂O₃/GaN等宽禁带半导体的异质结构正被广泛应用于多种高功率、高频电子和光电器件中。本文介绍了通过热氧化（在 1000°C 下）平面和纳米结构化 GaN 表面分别生长β-Ga₂O₃薄膜和纳米结构。GaN 的纳米结构（具有 300-500 nm 长的垂直纳米突起）是通过金属辅助化学蚀刻 GaN 表面 1-2 小时制备的。热生长的β-Ga₂O₃样品为多晶。使用 X 射线光电子能谱（XPS）进行的化学分析显示，在热氧化过程中 Ga-O 峰强度（20.21-20.3 eV）增强，而 Ga-N 峰强度（19.2-19.7 eV）减弱。氧化样品的 O1s XPS 谱图显示了显著的 O^2- 离子特征（530.7-530.9 eV），表明 Ga₂O₃ 的形成，且表面存在吸附的羟基（532.2-532.4 eV）。价带 XPS 谱图揭示了额外的 Ga(4 s)-O(2p) 杂化能级的形成，且价带最大值从 2.3 eV 增加到 3.25 eV。氧化样品的拉曼光谱显示了 β-Ga₂O₃ 的多个 A_g 和 B_g 振动模式，以及 GaN 的强烈 E₂(high) 和 A₁(LO) 模式。样品的时间分辨光致发光谱展示了载流子从激发态到基态的快速跃迁，平均载流子寿命为 460-820 皮秒。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.174789