Extending the Kinetic and Thermodynamic Limits of Molecular-Beam Epitaxy Utilizing Suboxide Sources or Metal-Oxide-Catalyzed Epitaxy

亚氧化物 催化作用 分子束外延 氧化物 动能 外延 材料科学 亚稳态 结晶学 金属 物理化学 物理 纳米技术 化学 量子力学 生物化学 冶金 图层(电子)
作者
Patrick Vogt,Felix V. E. Hensling,Kathy Azizie,Jonathan P. McCandless,Jisung Park,Kursti DeLello,David A. Muller,Huili Grace Xing,Debdeep Jena,Darrell G. Schlom
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:17 (3) 被引量:20
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.17.034021
摘要

We observe a catalytic mechanism during the growth of III-$\mathrm{O}$ and IV-$\mathrm{O}$ materials by suboxide molecular-beam epitaxy ($S$-MBE). By supplying the molecular catalysts ${\mathrm{In}}_{2}\mathrm{O}$ and SnO we increase the growth rates of ${\mathrm{Ga}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$ and ${\mathrm{In}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$. This catalytic action is explained by a metastable adlayer $A$, which increases the reaction probability of the reactants ${\mathrm{Ga}}_{2}\mathrm{O}$ and ${\mathrm{In}}_{2}\mathrm{O}$ with active atomic oxygen, leading to an increase of the growth rates of ${\mathrm{Ga}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$ and ${\mathrm{In}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$. We derive a model for the growth of binary III-$\mathrm{O}$ and IV-$\mathrm{O}$ materials by $S$-MBE and apply these findings to a generalized catalytic description for metal-oxide-catalyzed epitaxy (MOCATAXY), applicable to elemental and molecular catalysts. We introduce a mathematical description of $S$-MBE and MOCATAXY, providing a computational framework to set growth parameters in previously inaccessible kinetic and thermodynamic growth regimes when using the aforementioned catalysis. Our results indicate that MOCATAXY takes place with a suboxide catalyst rather than with an elemental catalyst. As a result of the growth regimes achieved, we demonstrate a ${\mathrm{Ga}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$/${\mathrm{Al}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$ heterostructure with an unrivaled crystalline quality, paving the way for the preparation of oxide device structures with unprecedented perfection.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
八九完成签到 ,获得积分10
刚刚
沙脑完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
十八完成签到 ,获得积分10
10秒前
keke发布了新的文献求助10
14秒前
杪夏二八完成签到 ,获得积分10
14秒前
John完成签到,获得积分10
15秒前
肖果完成签到 ,获得积分10
18秒前
钟江完成签到 ,获得积分10
25秒前
等待小丸子完成签到,获得积分10
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
zw完成签到 ,获得积分10
31秒前
龚瑶完成签到 ,获得积分10
39秒前
aaa完成签到,获得积分10
40秒前
wonwojo完成签到 ,获得积分10
43秒前
Zion完成签到,获得积分0
45秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
45秒前
美好灵寒完成签到 ,获得积分10
47秒前
nicheng完成签到 ,获得积分0
48秒前
小小完成签到 ,获得积分10
53秒前
跳跃的小霜完成签到 ,获得积分10
59秒前
颜小喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
天才小能喵完成签到 ,获得积分0
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
崔京成完成签到 ,获得积分10
1分钟前
千玺的小粉丝儿完成签到,获得积分10
1分钟前
花花2024完成签到 ,获得积分10
1分钟前
非了个凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
智智完成签到 ,获得积分10
1分钟前
哥哥发布了新的文献求助10
1分钟前
灵感大王喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Orange应助keke采纳,获得10
1分钟前
愉快的犀牛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
简爱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
可爱的函函应助neptuniar采纳,获得10
1分钟前
Sweet完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xiuxiu125完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Terminologia Embryologica 500
Process Plant Design for Chemical Engineers 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5612052
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4696188
关于积分的说明 14890603
捐赠科研通 4731306
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2546115
邀请新用户注册赠送积分活动 1510425
关于科研通互助平台的介绍 1473314