【国际论文】不同衬底上的氧化锡镓外延层： 光学和成分分析

        近日，由英国思克莱德大学的研究团队在学术期刊physica status solidi (b) 发布了一篇名为Tin Gallium Oxide Epilayers on Different Substrates: Optical and Compositional Analysis（不同衬底上的氧化锡镓外延层： 光学和成分分析）的文章。

摘要

        通过电子束技术分析了衬底选择和生长参数对等离子体辅助分子束外延生长的锡掺杂氧化镓（(Sn_xGa_1−x)₂O₃）薄膜的成分和光学特性的影响。结果表明，Sn的掺入和薄膜质量高度依赖于生长温度和基底材料（硅、蓝宝石和块状Ga₂O₃），合金浓度的x值最高可达0.11。室温阴极荧光光谱显示，Sn掺杂抑制了紫外（3.3–3.0 eV），增强了蓝光（2.8–2.4 eV），并产生了绿光（2.4–2.0 eV）发射，表明引入了高密度的镓空位（V_Ga）及其后续的V_Ga–Sn复合物。通过对截面的成分和荧光进行映射进一步分析了这种行为。与Ga₂O₃相比，光谱带显示出明显的红移，这是由带隙缩小所致，通过光学透射测量得到证实。结果表明，通过Sn合金化可以成功降低氧化镓的带隙，并可用于紫外光电器件中的带隙工程。

图1. 生长在不同衬底上的 TGO 薄膜的代表性 XRD 图。生长在 (010) Ga₂O₃ 衬底（x = 0.2%，黑色迹线）、(-201) Ga₂O₃ 衬底（x = 2.4%，绿色迹线）、硅（x = 2.2%，紫色迹线）和蓝宝石（x = 11.1%，红色迹线）上的 TGO。