고진공 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 실리콘 Si (111) 기판 위에 갈륨 산화물(β⁃Ga₂O₃)을 증착하였으며, 스퍼터링 온도가 Ga₂O₃의 미세구조 및 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. X-선 회절, 주사 전자 현미경, 형광 분광기 등의 측정 기법을 이용하여 Ga₂O₃의 결정 구조, 표면 형태 및 광학적 특성을 특성화하고 분석하였다. 실험 결과 고순도 Ar 가스 환경에서 증착된 Ga₂O₃의 형태 차이는 서로 다른 스퍼터링 온도에서 Ga₂O₃ 성장 메커니즘과 관련이 있음을 보여주었다. 스퍼터링 온도가 300 ℃에 도달하면 Ga₂O₃가 열분해되어 금속 Ga 군집체가 형성되며, 400 ℃에 도달하면 금속 Ga 군집체가 촉매 역할을 하여 Ga₂O₃ 나노선의 자기촉매 성장을 유발한다. 광발광(PL) 스펙트럼에서 Ga₂O₃ 시료는 300~700 nm 파장 범위 내의 보라색, 파란색, 녹색 영역에 위치한 4개의 방출 피크를 나타내며, 400 ℃에서 형성된 Ga₂O₃ 나노선의 방출 피크가 현저하게 강화되고 약간의 청색편이가 발생하였다. 나노 구조 내의 큰 비표면적과 양자 크기 효과가 Ga₂O₃의 형광 발광(PL) 특성에 중요한 영향을 미친다. 라만 분광학(Raman)은 스퍼터링 온도가 증가함에 따라 Ga₂O₃ 결정 품질이 향상됨을 보여주며, 400 ℃에서 형성된 나노선에서는 새로운 라만 진동 모드가 나타나며 18 cm⁻¹의 청색편이가 발생한다.

RF 마그네트론 스퍼터링;Ga₂O₃;구조적 특성;광학적 특성