研究目的
研究刚玉结构的p型氧化铱薄膜及其与氧化镓的能带排列特性,以探索其在电子器件高质量异质结中的潜在应用。
研究成果
成功制备了带隙为3.0电子伏特的P型α-Ir2O3薄膜。α-Ir2O3/α-Ga2O3界面的能带排列为II型,价带和导带偏移量分别为3.3电子伏特和1.0电子伏特,这有利于设计异质结二极管等电子器件。
研究不足
使用某些前驱体时,α-Ir2O3的生长速率最初较低,但使用氯化铱后有所改善。该研究聚焦于薄膜和异质结,但在规?;蚣傻酵暾骷矫婵赡艽嬖诰窒扌?。需要进一步优化生长条件和电学性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用喷雾化学气相沉积(CVD)法制备薄膜,因其具有安全性高、成本效益好和能耗低的优势。通过X射线光电子能谱(XPS)测定能带排列,利用光学透过率测量获取带隙值。
2:样品选择与数据来源:
使用蓝宝石衬底,经甲醇、丙酮和超纯水超声清洗后,在其表面生长α-Ga2O3和α-Ir2O3薄膜。
3:实验设备与材料清单:
设备包括喷雾CVD生长系统、XPS仪器(ULVAC-Phi MT-5500配备Al Kα X射线源)及光学透过率测量装置。材料包含乙酰丙酮镓和氯化铱作为前驱体,以及去离子水、盐酸、甲醇、丙酮和超纯水。
4:实验流程与操作步骤:
将前驱体雾化成微粒并传输至反应腔室进行薄膜生长。XPS测量在室温下按特定参数进行,通过光学透过率数据推导吸收系数和带隙值。
5:数据分析方法:
基于XPS核心能级与价带顶差值计算能带偏移量,通过外推(αhv)2与光子能量关系曲线至零点估算带隙。
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