Galliumoxid (β⁃Ga₂O₃) wurde mittels Hochvakuum-RF-Magnetronsputtern auf einem Silizium-Si (111)-Substrat abgeschieden. Es wurde die Auswirkung der Sputtertemperatur auf die Mikrostruktur und optischen Eigenschaften von Ga₂O₃ untersucht. Die Kristallstruktur, Oberflächenmorphologie und optischen Eigenschaften von Ga₂O₃ wurden mittels Röntgendiffraktometrie, Rasterelektronenmikroskopie und Fluoreszenzspektroskopie charakterisiert und analysiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass in einer reinen Ar-Umgebung die Morphologiedifferenzen des abgeschiedenen Ga₂O₃ mit dem Wachstumsmechanismus bei unterschiedlichen Sputtertemperaturen zusammenhängen. Bei einer Sputtertemperatur von 300 ℃ findet eine thermische Zersetzung von Ga₂O₃ mit Bildung von metallischen Ga-Clustern statt; bei 400 ℃ wirken diese metallischen Ga-Cluster als Katalysatoren, die das autocatalytische Wachstum von Ga₂O₃-Nanodrähten auslösen. Im photolumineszenten (PL) Spektrum zeigen die Ga₂O₃-Proben im Wellenlängenbereich von 300 bis 700 nm vier Emissionsspitzen im violetten, blauen und grünen Bereich. Die bei 400 ℃ gebildeten Ga₂O₃-Nanodrähte zeigen eine signifikante Verstärkung der Emissionsspitzen und eine leichte Blauverschiebung. Die große spezifische Oberfläche der Nanostruktur sowie Quantengrößeneffekte beeinflussen maßgeblich die Fluoreszenzemission (PL) von Ga₂O₃. Das Raman-Spektrum zeigt, dass sich die Kristallqualität von Ga₂O₃ mit steigender Sputtertemperatur verbessert; bei 400 ℃ treten in den Nanodrähten neue Raman-Schwingungsmodi mit einer Blauverschiebung von 18 cm⁻¹ auf.

RF-Magnetronsputtern;Ga₂O₃;Struktureigenschaften;optische Eigenschaften