β 相向 γ 相 Ga₂O₃ 相变中的缺陷分析
材料科学
2025-12-05 v2
摘要
本研究探讨了氢化物氧化镓 (Ga2O3) 从 β 相向 γ 相的离子照射诱导相变、变形过程中缺陷的作用以及结果晶体结构的质量。通过结合 X 射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM)、通道模式氢化物背scatter 光谱 (RBS/c)、多普勒广义变能正电子湮灭光谱 (DB-VEPAS) 和可变能正电子湮灭寿命光谱 (VEPALS) 以及密度泛函理论 (DFT) 计算等多方法分析手段，我们在相变的前中后阶段系统表征了各类缺陷。在 RBS/c 光谱中，观察到从 β 相转向 γ 相后背scatter产率显著降低。这一现象得到正电子陷阱中心密度显著下降的实证支持——γ 相中生成的空位虽然能够陷阱正电子，但深度过浅难以实现有效捕获。将 γ 相的观测正电子寿命与不同理论模型进行比较后发现，良好吻合于三-site γ 相模型。β 相向 γ 相转换点处，正电子有效扩散长度及正电子寿命均出现特征性升高，首次实现了以正电子为手段可视化相变过程。此外，随着辐照 fluence 的增加，这些参数进一步降低，本文将其归因于 γ 相的进一步演化以及镓空位密度及其在晶格中的相对占据情况的变化。
引用
@article{arxiv.2505.03541,
title = {Defect analysis of the $\beta$- to $\gamma$-Ga$_{2}$O$_{3}$ phase transition},
author = {Umutcan Bektas and Maciej O. Liedke and Huan Liu and Fabian Ganss and Maik Butterling and Nico Klingner and René Hübner and Ilja Makkonen and Andreas Wagner and Gregor Hlawacek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03541},
year = {2025}
}