Yb掺杂beta-Ga2O3中的缺陷积累
材料科学
2025-03-25 v1
摘要
辐射诱导的晶体晶格损伤及其恢复是广带隙氧化物中的复杂过程，尤其是beta砷化镓氧化物(beta-Ga2O3)。本文首次研究了稀土离子(Yb)掺杂beta-Ga2O3中缺陷积累的过程，以及快速热退火(RTA)对形成缺陷的影响。将 fluence 从 1×10^12 到 5×10^15 at/cm2 的Yb离子植入(-201)取向的beta-Ga2O3单晶中。采用通道Rutherford背scatter谱法(RBS/c)研究离子植入引起的晶体晶格损伤以及退火后的结构恢复程度。通过计算机仿真对收集的谱数据进行定性和定量分析。结果积累曲线揭示了两个阶段的损伤过程。在第一个阶段，beta-Ga2O3的损伤不明显，但在 fluence 达到 1×10^13 at/cm2 时损伤开始快速增长，至 fluence 为 1×10^14 at/cm2 时达到随机水平饱和。进一步的辐照导致损伤峰呈双峰形式，表明在更高离子 fluence 下至少发展出两种新的缺陷形态。这些两种损伤区域对退火反应不同，表明它们可能来自两种相位：无定形相和Ga2O3的新晶体相。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.18466,
title = {Defect Accumulation in beta-Ga2O3 Implanted with Yb},
author = {Mahwish Sarwar and Renata Ratajczak and Cyprian Mieszczynski and Sylwia Gierałtowska and René Heller and Stefan Eisenwinder and Wojciech Woźniak and Elżbieta Guziewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18466},
year = {2025}
}