通过金属有机化学气相沉积在r面和c面蓝宝石上生长的石英（GeO2）薄膜的相变及基底依赖性成核过程

《physica status solidi (a)– applications and materials science》：Phase Evolution and Substrate-Dependent Nucleation of Quartz GeO2 Films Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition on r- and c-Plane Sapphires

UWBG半导体GeO?薄膜通过MOCVD生长时，其结晶行为和相变规律受蓝宝石衬底晶面（r-plane和c-plane）显著影响，形成不同对称性晶粒结构，表面呈现金字塔状形貌，温度升高加速结晶过程。

　　

摘要

超宽禁带（UWBG）半导体，如GeO₂，因其在高性能应用中的潜力而受到广泛关注，尤其是在压电设备领域。尽管已有大量研究，但通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法制备GeO₂薄膜的生长动力学和相变过程仍缺乏全面的理解。本研究探讨了在r面和c面蓝宝石衬底上通过MOCVD方法生长GeO₂薄膜的生长行为和形态演变。首次系统地阐明了结晶过程的时间演变以及非晶态向石英相变的过程。随着生长时间的延长，球状石英图案的尺寸会增大，且较高的生长温度会提高结晶速率。根据衬底的不同取向，会出现不同的形态对称性：r面蓝宝石上呈现四边形图案，而c面蓝宝石上呈现六边形图案。原子力显微镜观察显示，这些球状区域具有金字塔状的表面形态，这与非晶态向石英相变过程中的体积收缩现象一致。这些发现为通过MOCVD方法生长的GeO₂薄膜的相变过程和衬底依赖性结晶行为提供了新的见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。