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锗基SrZr<sub>x</sub>Ti<sub>1?x</sub>O<sub>3</sub>薄膜的界面结构
摘要： 通过同步辐射X射线衍射和第一性原理密度泛函理论，研究了生长在半导体Ge衬底上的SrZrxTi1?xO3薄膜的界面结构。通过系统调节Zr含量x，可以区分界面键合和外延应变对薄膜物理结构的影响。研究发现，由于阳离子-阴离子沿垂直于钙钛矿/半导体界面的方向发生离子位移，界面钙钛矿层呈现极化现象。我们观察到SrZrxTi1?xO3/Ge界面的起伏与价带偏移存在关联。理论计算中极性结构的价带偏移随Zr含量的变化趋势与已报道的X射线光电子能谱测量结果一致。这些发现对于功能氧化物材料与成熟半导体技术的集成具有重要指导意义。
关键词： 同步辐射X射线衍射、密度泛函理论、价带偏移、SrZrxTi1?xO3薄膜、锗衬底、界面结构
更新于2025-09-23 15:21:01
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原子层沉积的SiO?在(010)取向(Al?.??Ga?.??)?O?上的能带排列
摘要： (AlxGa1?x)2O3/Ga2O3体系因异质结构场效应晶体管而备受关注。器件设计的重要参数包括(AlxGa1?x)2O3栅介质的选择及其异质界面能带排列。本研究采用X射线光电子能谱测量了SiO2/(Al0.14Ga0.86)2O3异质界面的价带偏移量。其中SiO2通过原子层沉积(ALD)法覆盖在分子束外延生长的单晶β-(Al0.14Ga0.86)2O3上。反射电子能量损失谱测定SiO2带隙为8.7 eV，结合O 1s峰高分辨XPS数据及弹性损失起始点确定(Al0.14Ga0.86)2O3带隙为5.0 eV。测得ALD SiO2/β-(Al0.14Ga0.86)2O3体系的价带偏移量为1.60±0.40 eV（跨立型能带，I类排列），导带偏移量为2.1±0.08 eV，能有效限制电子输运。
关键词： X射线光电子能谱，(Al0.14Ga0.86)2O3，SiO2，原子层沉积，导带偏移，能带排列，价带偏移
更新于2025-09-10 09:29:36
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LaMnO?/SrTiO?极性/非极性异质结的电子结构与能带排列
摘要： 极性LaMnO3（LMO）薄膜外延生长于非极性SrTiO3(001)（STO）衬底上的行为，既受LMO/STO能带排列调控，也与Mn阳离子的化学性质相关。通过原位X射线光电子能谱直接测量了LMO/STO异质结的价带偏移量（VBO）随厚度的变化关系，发现较厚（≥3个单胞层）薄膜的VBO为2.5电子伏特。未在任何厚度LMO薄膜中发现内建电场的证据。通过Mn L边X射线吸收谱和扫描透射电子显微镜空间分辨电子能量损失谱对Mn价态的测量表明：Mn2+仅存在于LMO表面而非LMO/STO界面。密度泛函理论模拟验证了理想界面与混合界面的VBO均约为2.5电子伏特，进一步佐证了这些结果。我们提出一个极性/非极性LMO/STO异质结行为模型：通过LMO表面形成氧空位来缓解极化灾变效应。
关键词： 氧空位、LaMnO3、SrTiO3、极性/非极性异质结、价带偏移
更新于2025-09-09 09:28:46
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沉积方法对(Al?.??Ga?.??)?O?上SiO?和Al?O?价带偏移的影响
摘要： 半导体上电介质的价带偏移量常存在报道差异，已知原因包括金属或碳污染、界面无序、电介质成分变化、热条件、应变及表面终止效应。本文研究表明，在单晶(Al0.14Ga0.86)2O3衬底上，常见栅极电介质SiO2和Al2O3的能带排列会因溅射或原子层沉积工艺产生高达1电子伏特的差异——对于Al2O3，这种差异使其能带排列从嵌套型（I类）转变为交错型（II类）。通过X射线光电子能谱测量各异质结界面的价带偏移量：在β-(Al0.14Ga0.86)2O3上，溅射Al2O3为?0.85±0.15电子伏特，ALD Al2O3为0.23±0.04电子伏特；溅射SiO2为0.6±0.10电子伏特，ALD SiO2为1.6±0.25电子伏特。这些结果与近期发现一致，即Ga2O3及相关合金表面在暴露于高能离子环境时易发生显著变化。
关键词： Al2O3、(Al0.14Ga0.86)2O3、SiO2、价带偏移、原子层沉积、X射线光电子能谱、溅射
更新于2025-09-04 15:30:14