Influencia de la temperatura de pulverización catódica magnética en alto vacío sobre la microestructura y las propiedades ópticas del Ga₂O₃

ZHAO Jing-jing ,  

LIU Li-hua ,  

QIN Bin-hao ,  

WANG Hai-yan ,  

YANG Wei-jia ,  

摘要

Se depositó óxido de galio (β⁃Ga₂O₃) sobre un sustrato de silicio Si (111) mediante pulverización catódica magnética de radiofrecuencia en alto vacío. Se estudió el efecto de la temperatura de pulverización sobre la microestructura y las propiedades ópticas del Ga₂O₃. Se caracterizaron y analizaron la estructura cristalina, la morfología de la superficie y las propiedades ópticas del Ga₂O₃ utilizando difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía de fluorescencia. Los resultados experimentales indican que en un ambiente de gas Ar de alta pureza, las diferencias en la morfología del Ga₂O₃ depositado están relacionadas con el mecanismo de crecimiento a diferentes temperaturas de pulverización. A 300 °C, el Ga₂O₃ sufre descomposición térmica formando cúmulos metálicos de Ga; a 400 °C, estos cúmulos metálicos actúan como catalizadores que desencadenan el crecimiento autocatalítico de nanohilos de Ga₂O₃. En los espectros de fotoluminiscencia (PL), las muestras de Ga₂O₃ muestran cuatro picos de emisión en las regiones violeta, azul y verde dentro del rango de longitud de onda de 300 a 700 nm. Los picos de emisión de los nanohilos de Ga₂O₃ formados a 400 °C se intensifican notablemente y presentan un ligero corrimiento hacia el azul. La gran área superficial específica en la estructura nano y los efectos de tamaño cuántico influyen significativamente en las propiedades de emisión fluorescente (PL) del Ga₂O₃. La espectroscopía Raman muestra que la calidad cristalina del Ga₂O₃ mejora con el aumento de la temperatura de pulverización; en los nanohilos formados a 400 °C aparecen nuevos modos de vibración Raman con un corrimiento azul de 18 cm⁻¹.

关键词

Pulverización catódica magnética RF;Ga₂O₃;propiedades estructurales;propiedades ópticas

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