结合俄歇参数分析的组合反应溅射实现纤锌矿 Zn2TaN3 的合成
材料科学
2023-11-09 v2
摘要
新功能材料的发现是材料科学中的关键挑战之一。采用反应溅射的组合高通量方法常用于筛选尚未探索的相空间。在反应组合沉积过程中，工艺条件很少得到优化，这可能导致薄膜结晶度差。此外，在浅沉积角下溅射会导致晶粒的离轴择优取向。这会使常规结构相筛选的结果变得模糊不清。在此，我们对 Zn-Ta-N 相空间进行组合筛选，旨在合成新型半导体 Zn2TaN3。虽然 XRD 相筛选的结果不确定，但在我们的工作流程中纳入化学态分析映射，使我们能够观察到 Ta 配位环境演化中非常清晰的不连续性。这表明了一种新三元相的形成。在补充实验中，我们分离出该材料并进行了详细表征，确认了单相 WZ-Zn2TaN3 的形成。除了形成这种新的三元氮化物外，我们还绘制了 ZnxTa1-xN 的功能特性图谱，并报道了此前未报道过的 Zn3N2、TaN 和 Zn2TaN3 的清晰化学态分析。总体而言，本研究结果展示了高通量材料筛选中的常见挑战，并凸显了采用对材料短程有序和化学态变化敏感表征技术的价值。
引用
@article{arxiv.2305.19875,
title = {Combinatorial Reactive Sputtering with Auger Parameter Analysis Enables Synthesis of Wurtzite Zn2TaN3},
author = {Siarhei Zhuk and Alexander Wieczorek and Amit Sharma and Jyotish Patidar and Kerstin Thorwarth and Johann Michler and Sebastian Siol},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.19875},
year = {2023}
}