LMBE法异质外延β-Ga_2O_3薄膜及其紫外和发光特性的研究

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底上异质外延β-Ga2O3薄膜。研究了氧分压对薄膜表面结构和结晶程度的影响,结果表明β-Ga2O3薄膜的均方根粗糙度和X射线衍射谱峰的半高宽随着氧分压的减小呈现先减小后增大的趋势。并对氧分压为10-2 Pa条件下的薄膜进行了光致发光谱、紫外透射谱、禁带宽度变化和拉曼谱的研究,结果显示β-Ga2O3薄膜的带隙随氧分压的减小而不断增大,β-Ga2O3薄膜具有蓝光发光和深紫外高透射特性,是用于光电器件特别是紫外特性氧敏传感器的最佳材料之一。

后退火对射频磁控溅射制备β-Ga_2O_3薄膜的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化镓(Ga_2O_3)薄膜,计算了薄膜的O/Ga摩尔比,比值为1.57。研究了后退火对薄膜结构,形貌特征和光学带隙的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,退火前的Ga_2O_3薄膜是一种无定形结构。在600℃氧气氛中退火2h后,薄膜开始出现β-Ga_2O_3的(■01)衍射峰;随着退火温度的升高,β-Ga_2O_3(■01)衍射峰进一步增强,并且半高宽从0.61°减小到0.49°。原子力显微镜(AFM)测试结果表明,退火前后薄膜表面的均方根粗糙度从3.47 nm增加到了7.08 nm,晶粒尺寸从19 nm增加到了53 nm。紫外-可见分光光度计(UV-VIS)测试结果表明Ga_2O_3薄膜在250 nm-1500 nm波长范围内的平均透过率在85%以上。利用Tauc公式计算了Ga_2O_3薄膜的光学带隙,带隙宽度在(4.85-5.06)eV之间,且随退火温度增加而减小。分析了表面形貌、光学带隙与薄膜结构之间的关系。