MOCVD 生长的金红石相 GeO2 薄膜的 TEM 研究
材料科学
2024-10-18 v1
摘要
超宽禁带 (UWBG) 半导体因其巨大的禁带宽度和优异的击穿电场而有望用于下一代电力电子器件。金红石相 GeO2 (r-GeO2) 因其双极性掺杂能力而成为一种有前景的替代材料。然而，对 r-GeO2 的研究仍处于起步阶段，深入研究其结构特性对于提高外延层质量至关重要。在我们之前的工作中，我们观察到了不同的表面形貌：使用金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 在 r-TiO2 (001) 衬底上生长的 r-GeO2 外延薄膜呈现出方形图案区域和光滑区域。本研究采用透射电子显微镜 (TEM) 来探究该材料的结构特征。结果表明，方形图案区域为晶态，而光滑区域为非晶态。在 (110) 晶面测得的晶格间距为 0.324 nm，略大于理论值 0.312 nm。这一差异表明 r-GeO2 薄膜中存在由晶格失配或与衬底的热膨胀差异引起的拉伸应变。我们还观察到穿透位错密度为 1.83*10^9 cm^-2，其中包含 11.76% 的螺型位错、29.41% 的刃型位错、55.89% 的混合型位错以及 2.94% 的平面缺陷。这些发现为 r-GeO2 的生长机制和缺陷特征提供了有价值的见解。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.13199,
title = {A TEM Study of MOCVD-Grown Rutile GeO2 Films},
author = {Imteaz Rahaman and Botong Li and Hunter D. Ellis and Brian Roy Van Devener and Randy C Polson and Kai Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13199},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 5 figures