通过 STEM-EELS 解耦 $\kappa$-Ga$_2$O$_3$ 异构结构中的组成与带隙
材料科学
2025-11-13 v1 应用物理
摘要
在氧化物异构界面上进行高分辨率电子特性映射仍具有挑战性，由于探针脱位和信号重叠。在本工作中，我们采用单色化、探针校正的扫描透射电子显微镜结合电子能量损失谱 (STEM-EELS) 来解析 -GaO 基底多层结构中跨越纳米尺度精度的带隙变化。我们构建了自定义的自动化基于定量的 EELS 分析框架，实现了自动化带隙拟合和可视化，确保可重复性和高空间分辨率。通过优化获取参数并量化非弹性脱位，我们证明了从仅几纳米厚的层中可靠提取带隙激发。对于生长于 ITO 模板上的异构结构，缺陷无应力界面处的应力引起带隙从 过渡到 跨越约 ，尽管组成发生突变。相比，ZnO 基模板引入结构缺陷以释放应力，导致带隙与组成一致。这些结果确立了 STEM-EELS 作为纳米尺度电子表征的强大工具，并突显了界面应力在支配局部带结构中占主导地位的作用。
引用
@article{arxiv.2511.08728,
title = {Decoupling Composition and Band Gap in $\kappa$-Ga$_2$O$_3$ Heterostructures via STEM-EELS},
author = {Annett Thøgersen and Georg Muntingh and Lasse Vines and Øystein Prytz and Max Kneiß and Marius Grundmann and Holger von Wenckstern and Ingvild J. T. Jensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08728},
year = {2025}
}