基于种子驱动的阶梯结晶 (SDSC) 用于 MOCVD 生长 rutile GeO2 薄膜
材料科学
2025-06-12 v2
摘要
锗二氧化物 (r-GeO2) 是一种新兴的超宽带隙 (UWBG) 半导体，由于其大尺寸基片兼容性和双掺杂能力，具有显著的电力电子潜力。然而，金有机化学气相沉积 (MOCVD) 在诸如 r-TiO2 基片上时，相分离已成为实现高品质薄膜的主要障碍。传统的生长参数优化至今不足以有效提高薄膜覆盖率和薄膜质量。为此，本研究采用种子驱动的阶梯结晶 (SDSC) 生长方法，特色是对预模板化基片上富含 r-GeO2 种子的基片进行多次顺序沉积。该过程以 180 分钟的初始沉积建立 r-GeO2 核种，随后依次进行较短的沉积步骤 (90、60、60、60、60 和 60 分钟)。这种阶梯生长策略逐步提高了晶体覆盖率，从 57.4%、77.49%、79.73%、93.27%、99.17% 到最终的 100%。同时，晶体质量得到显著提升，X射线衍射 rocking 曲线全宽半高 (FWHM) 降低约 30%。这些结果表明，SDSC 方法有潜力克服相分离，实现高品质、大面积 r-GeO2 薄膜。
引用
@article{arxiv.2412.19429,
title = {Seed-Driven Stepwise Crystallization (SDSC) for Growing Rutile GeO2 Films via MOCVD},
author = {Imteaz Rahaman and Botong Li and Bobby Duersch and Hunter D. Ellis and Kai Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.19429},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 6 figures, 1 Table