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应变诱导的Ga2O3薄膜亚稳相稳定化
摘要： 众所周知，体材料中的亚稳态和瞬态结构可通过外延应变（异质外延）及通常远离平衡态的适宜生长条件在薄膜中实现稳定化。然而异质外延机制——尤其是名义上不稳定或亚稳相如何获得稳定性的原理——仍基本未明。对于薄膜氧化镓（Ga?O?）而言，这一现象尤为引人入胜：在空间与尺寸受限的不同生长条件下，可能共存多种晶体相。本研究利用像差校正扫描透射电子显微镜（STEM），揭示了沿不同取向的Ga?O?/Al?O?薄膜-衬底界面处外延应变的原子级发展与分布规律。 研究发现：仅数层亚稳态α-Ga?O?结构通过与衬底直接接触来容纳失配应变；紧随约几个晶胞厚度的外延α-Ga?O?结构后，会出现4~5层作为中间结构的瞬态相以释放失配应变；在此瞬态晶体相之后，名义上不稳定的κ-Ga?O?相最终稳定成为薄膜主要相形态。研究表明，外延应变通过氧多面体的精妙重排得以有效调控：当结构承受较大压应变时，Ga3?离子仅占据氧八面体位点形成致密结构；随着压应变逐渐释放，越来越多Ga3?离子进入氧四面体位点，导致体积膨胀与相变发生。过渡相的结构通过高分辨电子显微镜（HREM）观测并结合密度泛函理论（DFT）计算得以确定。该研究从原子尺度提供了洞见，对利用外延工程设计功能薄膜材料具有重要启示。
关键词： κ-氧化镓，失配应变，α-氧化镓，亚稳相，像差校正扫描透射电子显微镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有W肖特基接触的β-Ga?O?二极管在高达500°C下的温度依赖性电学特性
摘要： 对于Ga?O?高功率整流器而言，开发能在高温下工作且具有热稳定性的接触层至关重要。我们测量了溅射沉积的W肖特基接触（其上覆盖Au层以降低n型Ga?O?薄层电阻）在器件工作温度高达500°C前后的电学特性。假设热电子发射占主导地位时，提取的势垒高度随测量温度从0.97 eV（25°C）降至0.39 eV（500°C），但在每次相应工作温度冷却后与初始值0.97 eV相比变化甚微。该室温值与通过测定存在W时Ga 3d芯能级结合能与Ga?O?价带之间能量差所得结果相当（本例中为0.80±0.2 eV）。根据温度依赖的电流-电压特性，理查德森常数为54.05 A·cm?2·K?2，零偏压下的有效肖特基势垒高度(eφb?)为0.92 eV。W/Au的反向击穿电压温度系数为0.16 V/K，Ni/Au为0.12 V/K。基于W的接触比传统Ni基肖特基接触在Ga?O?上更具热稳定性，但在500°C器件工作后确实显示出Ga通过接触层迁移的证据。
关键词： 电气特性、热稳定性、高温运行、氧化镓（Ga?O?）、肖特基接触
更新于2025-09-23 15:23:52
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掺锂氧化镓一维纳米结构的红光发射及其发光机制
摘要： 通过热蒸发法合成了掺锂氧化镓一维纳米结构。形貌观测结果表明样品中存在大量一维纳米结构。样品的拉曼光谱显示出优异的结晶性，且与未掺杂氧化镓相比，掺锂氧化镓在低波数段的拉曼峰发生了红移。对比两种样品的室温光致发光行为，发现它们均具有蓝光发射峰，但掺锂氧化镓的发射峰发生蓝移。此外，掺锂氧化镓的光谱中还存在一个以692 nm为中心的强红光发射峰。
关键词： 掺锂、纳米结构、光致发光、氧化镓、拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:23:52
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宽带隙半导体中重空穴的自俘获与有序排列
摘要： 扫描隧道显微镜（STM）已被用于宽禁带半导体β-Ga2O3表面自陷空穴的成像与操控。在n型掺杂样品中观测到由局域化空穴构成的正电荷表面层，其密度为10^13 cm^-2。研究表明该表面层可通过STM针尖的空穴泵浦实现填充。同时观测到了自陷空穴玻璃相与有序条纹相之间的转变。分析表明，自陷空穴的饱和二维密度可能由自陷能与库仑排斥能的平衡所决定。
关键词： β-氧化镓，扫描隧道显微镜，自俘获，重空穴，电荷有序，维格纳-莫特态
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE日本CPMT研讨会(ICSJ) - 日本京都 (2018.11.19-2018.11.21)] 2018年IEEE日本CPMT研讨会(ICSJ) - 刚玉结构p型氧化铱薄膜研究及氧化铱/氧化镓异质结能带排列
摘要： 具有p型导电性的刚玉结构氧化铱，是形成高质量氧化镓pn异质结的有力候选材料。我们成功在蓝宝石衬底上制备了刚玉结构氧化铱薄膜。光学透过率测量显示该氧化铱的光学带隙约为3.0电子伏特。此外，通过X射线光电子能谱研究了氧化铱/氧化镓界面的能带排列，发现其呈现价带偏移3.3电子伏特、导带偏移1.0电子伏特的交错能隙（II型）结构。
关键词： p型氧化物半导体，带对齐，氧化镓
更新于2025-09-23 15:22:29
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β-(Al?Ga???)?O?/Ga?O?调制掺杂场效应晶体管中低温饱和速度的评估
摘要： 我们报道了调制掺杂β-(AlxGa1?x)2O3/Ga2O3异质结构的高场输运特性与饱和速度。通过霍尔测量证实该调制掺杂结构中形成了二维电子气(2DEG)，其2DEG沟道迁移率从室温下的143 cm2/V·s提升至50 K时的1520 cm2/V·s。50 K下的高电子迁移率使得沟道内实现速度饱和成为可能。基于脉冲电流-电压测量和小信号射频(RF)测量估算了饱和速度，测得的速度-电场曲线表明50 K时饱和速度超过1.1×10? cm/s。对采用Pt肖特基接触制备的调制掺杂场效应晶体管进行了小信号射频特性测试，当栅长LG=0.61 μm时，器件的电流增益截止频率(ft)和最大振荡频率(fmax)从室温下的4.0/11.8 GHz显著提升至50 K时的17.4/40.8 GHz?；谄骷Ｄ夥治龅牡臀耭t数据表明峰值速度为1.2×10? cm/s。三端关态击穿测量进一步显示平均击穿场强为3.22 MV/cm。β-Ga2O3材料的高饱和速度与高击穿场强使其成为功率器件与高频应用的理想候选材料。
关键词： 迁移率，β-氧化镓，调制掺杂场效应晶体管（MODFET），二维电子气（2DEG），饱和速度，高击穿场强
更新于2025-09-23 15:22:29
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电晕辅助碳化硅上氧化镓纳米线生长
摘要： 本文报道了利用电晕放电辅助在碳化硅衬底上实现氧化镓纳米线的汽-液-固生长。对于3C-SiC(111)/Si(111) Si面衬底，电晕放电使金催化剂的成核效率从60%提升至98%；对于6H-SiC(0001)衬底则从15%提升至80%。该工艺不影响生长模式与晶体结构。氧化镓生长始于形成[-311]取向的横向外延台阶状成核区，金催化剂颗粒悬浮于顶部。随着生长时间延长，生长沿更快的[010]方向进行，最终形成与衬底表面呈51°倾角的纳米线。在硅和蓝宝石衬底上，氧化镓纳米线的成核与生长受到抑制。
关键词： B2. 碳化硅，B1. 氧化镓，A1. 纳米线，A1. 电晕放电，A3. 气液固生长法，A3. 气相外延法
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于超宽禁带Ga2O3半导体的肖特基势垒二极管在功率电子学应用中的概述
摘要： 氧化镓（Ga2O3）是一种具有超宽禁带、高击穿电场和优异巴利加优值（BFOM）的新型半导体材料，是肖特基势垒二极管（SBD）等下一代高功率器件的理想候选材料。本文分析了Ga2O3半导体的基本物理特性，综述了基于Ga2O3的SBD最新研究进展，总结了提升器件击穿电压和导通电阻等性能的各种方法并进行比较，最后分析了Ga2O3基SBD在功率电子领域的应用前景。
关键词： 击穿电场、巴利加优值、导通电阻、超宽禁带半导体、氧化镓（Ga?O?）、功率器件、肖特基势垒二极管（SBD）
更新于2025-09-23 15:22:29
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未掺杂β-Ga2O3薄膜中令人费解的稳健二维金属导电性
摘要： 在此，我们报道了一种类拓扑结构的超宽带隙绝缘体——其本体为纯绝缘体但表面具有金属导电性，这种材料在表面形成二维导电通道，颠覆了我们当前对半导体导电工程的认识。经多种先进技术检测确认无缺陷的未掺杂外延β-Ga?O?薄膜，展现出3×10?2 Ω·cm的意外低电阻率，该特性同时具备抗高剂量质子辐照能力（2 MeV，5×101? cm?2剂量），并在2K至850K的惊人温度范围内基本保持稳定（维持金属态）。这种材料在热应力和强电离辐射下的独特韧性及稳定性，结合其超宽带隙带来的宽透光范围以及已知的高电场耐受性，为拓展光谱范围透明电极（如紫外光伏电池或紫外LED/激光器）、极端环境/应用中的稳健欧姆接触，以及新型光电器件和功率器件概念提供了新思路。
关键词： 电子积累、宽禁带绝缘体、输运特性、氧化镓
更新于2025-09-23 15:22:29
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X射线辐照β-Ga2O3:Mg中的浅能级与深能级陷阱
摘要： 研究了X射线辐照下未掺杂和Mg2?掺杂β-Ga?O?单晶的热释光（TSL）与光电导（PC）特性。未掺杂晶体热释光曲线中观察到116 K、147 K和165 K三个低温峰，而Mg2?掺杂晶体以354 K和385 K高温TSL峰为主导。研究建立了Mg2?离子掺杂与β-Ga?O?本征结构缺陷局域能级（这些缺陷导致TSL峰和PC现象）的关联性，并探讨了TSL峰本质及对应的光电导激发能带。
关键词： 光电导性，β-氧化镓，单晶，激活能，陷阱能级，热释光
更新于2025-09-23 15:22:29