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蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

潘惠平 成枫锋 李琳 洪瑞华 姚淑德

蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

潘惠平, 成枫锋, 李琳, 洪瑞华, 姚淑德
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  • 利用卢瑟夫背散射/沟道技术和金属有机化学气相沉积方法, 对蓝宝石衬底上 在不同温度、压强下生长的Ga2+xO3-x薄膜进行结构和结晶品质的测量与分析; 并结合高分辨X射线衍射分析技术, 通过对其对称(402)面的θ–2θ及ω扫描, 确定了其结构类型及结晶品质. 实验表明: 在相同的生长温度(500 ℃)下, 结晶品质随压强的下降而变好, 生长压强为15 Torr (1 Torr=133.322 Pa)的样品其结晶品质最好, 沿轴入射之比χmin值为14.5%; 在相同的生长压强(15 Torr)下, 结晶品质受生长温度的影响不大, 所以, 生长温度不是改变结晶品质的主要因素; 此外, 在相同的生长条件下制备的样品, 分别经过700, 800和900 ℃退火后, 其结晶品质随退火温度的变化而变化. 退火温度为800 ℃的样品的结晶品质最好, χmin值为11.1%; 当退火温度达到900 ℃时, 样品部分分解; 经热处理的样品其X射线衍射谱中有一个强的Ga2O3 (402)面衍射峰, 其半峰全宽为0.5°, 表明该Ga2O3外延膜是(402)择优取向.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10875004,11005005)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB832904)资助的课题.
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    Zhang J G, Xia C T, Wu F, Pei G Q, Xu J 2005 J. Synth. Cryst. 34 676 (in Chinese) [张俊刚, 夏长泰, 吴锋, 裴广庆, 徐军 2005 人工晶体学报 34 676]

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    Lang A C, Fleischer M, Meixner H 2000 Sens. Actuators B 66 80

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    Al-Kuhaili M F, Durrani S M A, Khawaja E E 2003 Appl. Phys. Lett. 83 4533

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    Passlack M, Hong M, Mannaerts J P 1996 Appl. Phys. Lett. 68 1099

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    Dai J N, Wang L, Fang W Q, Pu Y, Li F, Zheng C D, Liu W H, Jiang F Y 2006 Chin. J. Lumin. 27 417 (in Chinese) [戴江南, 王立, 方文卿, 蒲勇, 李璠, 郑畅达, 刘卫华, 江风益2006发光学报 27 417]

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    Ding Z B, Wang Q, Wang K, Wang H, Chen T X, Zhang G Y, Yao S D 2007 Acta Phys. Sin. 56 2873 (in Chinese) [丁志博, 王 琦, 王 坤, 王 欢, 陈田祥, 张国义, 姚淑德 2007 物理学报 56 2873]

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    Doolittle L R 1985 Nucl. Instrum. Methods B 9 344

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    Cullity B D 1978 Elements of X-ray Diffractions (MA: Addison-WESLEY) p102

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  • [1] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 李立立, 辛丽伟, 钟梓源, 吉超, 陈萍, 何凯, 王兴, 田进寿. 超紧凑型飞秒电子衍射仪的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 052901. doi: 10.7498/aps.69.20191157
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-08
  • 修回日期:  2012-09-10
  • 刊出日期:  2013-02-20

蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

  • 1. 北京大学, 核物理与核技术国家重点实验室, 北京 100871;
  • 2. 黔南民族师范学院物理与电子科学系, 都匀 558000;
  • 3. 台湾国立中兴大学精密工程研究所, 台中 40227
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10875004,11005005)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB832904)资助的课题.

摘要: 利用卢瑟夫背散射/沟道技术和金属有机化学气相沉积方法, 对蓝宝石衬底上 在不同温度、压强下生长的Ga2+xO3-x薄膜进行结构和结晶品质的测量与分析; 并结合高分辨X射线衍射分析技术, 通过对其对称(402)面的θ–2θ及ω扫描, 确定了其结构类型及结晶品质. 实验表明: 在相同的生长温度(500 ℃)下, 结晶品质随压强的下降而变好, 生长压强为15 Torr (1 Torr=133.322 Pa)的样品其结晶品质最好, 沿轴入射之比χmin值为14.5%; 在相同的生长压强(15 Torr)下, 结晶品质受生长温度的影响不大, 所以, 生长温度不是改变结晶品质的主要因素; 此外, 在相同的生长条件下制备的样品, 分别经过700, 800和900 ℃退火后, 其结晶品质随退火温度的变化而变化. 退火温度为800 ℃的样品的结晶品质最好, χmin值为11.1%; 当退火温度达到900 ℃时, 样品部分分解; 经热处理的样品其X射线衍射谱中有一个强的Ga2O3 (402)面衍射峰, 其半峰全宽为0.5°, 表明该Ga2O3外延膜是(402)择优取向.

English Abstract

参考文献 (11)

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