Single‐Crystalline β‐Ga2O3 Homoepitaxy on a Near Van der Waals Surface of (100) Substrate

材料科学 成核 外延 范德瓦尔斯力 基质(水族馆) 亚稳态 光电子学 化学物理 结晶学 晶体生长 纳米技术 图层(电子) 化学 冶金 有机化学 地质学 海洋学 分子
作者
Tong Jiang,Hao Wang,Huaze Zhu,Junwei Cao,Xiaoqing Huo,Zhiqing Yang,Junshuai Li,Yaqing Ma,Shengnan Zhang,Xiang Xu,Wei Kong
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
标识
DOI:10.1002/advs.202417436
摘要

Gallium oxide (Ga₂O₃) is a promising wide-bandgap semiconductor for power devices, offering high breakdown voltage and low on-resistance. Among its polymorphs, β-Ga₂O₃ stands out due to the availability of high-quality, large-area single-crystalline substrates, particularly on the (100) surface, grown via melt-based bulk crystal growth. However, the low surface energy of β-Ga₂O₃ (100), akin to 2D materials, presents challenges in homoepitaxy, including poor nucleation and twin formation, which hinder its practical application. This study demonstrates the successful homoepitaxial growth of single-crystalline β-Ga₂O₃ on (100) substrates using a van der Waals epitaxial approach. By introducing an excess surfactant metal in metal-rich conditions at high temperature, a growth regime approximate thermal equilibrium is achieved, enhancing adatom diffusion and suppressing metastable twin phases. This adjustment enables the formation of well-ordered, single-crystalline nuclei and lateral stitching in a half-layer-by-half-layer growth mode, similar to 2D material growth. The result is twin-free, atomically flat, single-crystal thin films on on-axis β-Ga₂O₃ (100) substrates. These findings significantly improve the crystalline quality of epitaxial β-Ga₂O₃ on (100) substrates, demonstrating their potential for scalable production of high-performance, cost-effective β-Ga₂O₃-based power devices, and advancing their feasibility for industrial applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
李健应助sgasdhgdfhhfj采纳,获得30
刚刚
研友_Zb1rln完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
哦呦看灰机完成签到,获得积分10
3秒前
浮游应助无名之辈采纳,获得10
3秒前
白日梦发布了新的文献求助10
3秒前
彭于晏应助风向大海采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
duan发布了新的文献求助10
4秒前
小白发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
兜一兜完成签到,获得积分10
5秒前
香蕉觅云应助斯文的曼岚采纳,获得10
5秒前
整齐唯雪发布了新的文献求助30
6秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
6秒前
不安猫咪关注了科研通微信公众号
7秒前
yupeng_xu完成签到,获得积分10
7秒前
biu完成签到,获得积分10
7秒前
小明应助哦呦看灰机采纳,获得10
7秒前
沉住气发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
超级的树叶完成签到,获得积分10
9秒前
MJJ发布了新的文献求助10
9秒前
小陈1122发布了新的文献求助10
9秒前
Ge0085发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
CT发布了新的文献求助20
13秒前
万能图书馆应助zhao采纳,获得10
13秒前
搜集达人应助小陈1122采纳,获得10
14秒前
Feiyan完成签到,获得积分10
15秒前
小卷发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
MJJ完成签到,获得积分20
17秒前
整齐唯雪完成签到,获得积分10
17秒前
Smile完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
跟我回江南完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1541
The Jasper Project 800
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
Using Genomics to Understand How Invaders May Adapt: A Marine Perspective 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5499682
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4596445
关于积分的说明 14454640
捐赠科研通 4529637
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2482120
邀请新用户注册赠送积分活动 1466084
关于科研通互助平台的介绍 1438891