RF-溅射薄膜中 a-In2Se3 到 α-In2Se3 到 γ-InSe 工作函数映射
材料科学
2025-10-13 v1
摘要
铟硒化物是一种相变憎水化合物，其多态性使可调节一系列物理属性成为可能。本文直接量化了在RF溅射In2Se3薄膜从无定形态到晶体态转换过程中表面工作函数的演变，这些薄膜生长于c面Al2O3(001)表面。通过改变沉积温度（100-500℃）和薄膜厚度，我们确定了a-In2Se3、α-In2Se3和γ-InSe的加工窗口，并关联结构与电子及形貌特性。X射线衍射显示，在100至200℃沉积的薄膜为无定形态，在300至400℃沉积的薄膜为α-In2Se3，而在500℃沉积的薄膜为γ-InSe。库仑探针力学显微镜（KPFM）绘制了表面电位，获得了跨越无定形-晶体转化的表面工作函数空间平均值，范围为5.26至6.64 eV；观察到显著的薄膜内部异质性，其中选取的α相和γ-InSe晶粒的工作函数超过局部平均值。观察到相之间存在不同的表面形貌，晶体状态下的晶粒呈六角形棱柱形，无定形薄膜则呈均匀的纳米丘陵形貌。对塔克图的分析显示，在所观察的相中，光学带隙范围为2.50至1.55 eV。X射线荧光（XRF）测量进一步表明，铟硒浓度比随沉积温度从100至500℃的变化范围为0.70±0.1至1.01±0.1。这些测量提供了通过相变直接、空间分辨的工作函数演变定量，为In2Se3及InSe的接触工程和器件集成提供了必需参数。
引用
@article{arxiv.2510.08767,
title = {Work Function Mapping Across a-In2Se3 to {\alpha}-In2Se3 to {\gamma}-InSe in RF-Sputtered Thin Films},
author = {Marius O. Eji and Md. Sakauat Hasan Sakib and Joseph P. Corbett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08767},
year = {2025}
}