High field dielectric response in κ-Ga2O3 films

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作者
Fan He,Kunyao Jiang,Y.D. Choi,Benjamin L. Aronson,Smitha Shetty,Jingyu Tang,Bangzhi Liu,Yongtao Liu,Kyle P. Kelley,G. B. Rayner,R. F. Davis,Lisa M. Porter,Susan Trolier‐McKinstry
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:134 (20) 被引量:3
标识
DOI:10.1063/5.0169420
摘要

κ-Ga2O3 has been predicted to be a potential ferroelectric material. In this work, undoped Ga2O3 films were grown by either plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) on platinized sapphire substrates. 50 nm thick PEALD films with a mixture of κ-Ga2O3 and β-Ga2O3 had a relative permittivity of ∼27, a loss tangent below 2%, and high electrical resistivity up to ∼1.5 MV/cm. 700 nm thick MOCVD films with predominantly the κ-Ga2O3 phase had relative permittivities of ∼18 and a loss tangent of 1% at 10 kHz. Neither film showed compelling evidence for ferroelectricity measured at fields up to 1.5 MV/cm, even after hundreds of cycles. Piezoresponse force microscopy measurements on bare κ-Ga2O3 showed a finite piezoelectric response that could not be reoriented for electric fields up to 1.33 MV/cm.
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