Конференції
  1. Головна
  2. Структура
  3. Фізико-хімія і технології наноструктурних і функціональних матеріалів
  4. Публікація

Оксид галію — перспективний мультифункціональний матеріал четвертого покоління (огляд)

М.Ф.Григоренко*,
 
Є.П.Черніговцев,
 
В.В.Полуянська
 

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
superngrig@ukr.net
Usp. materialozn. 2024, 8/9:66-81
https://doi.org/10.15407/materials2024.08-09.007

Анотація

Наведено огляд літературних даних щодо загальних властивостей та структури оксиду галію Ga2O3, проведено аналіз методів одержання кристалів, плівок та інших матеріалів на його основі, розглянуто застосування оксиду галію у різних галузях техніки, включаючи напівпровідникову, електронну техніку, оптоелектроніку, створення композиційних прозорих матеріалів та інше.


Завантажити повний текст

НАПІВПРОВІДНИК, ОКСИД ГАЛІЮ, ОПТОЕЛЕКТРОНІКА, ПРОЗОРІ КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ, СИЛОВА ЕЛЕКТРОНІКА, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Посилання

1. Науменко М.В. Електронні властивості наноструктур на основі β-Ga2O3. Дис. д-ра філософії. Кривий Ріг, 2023. 174 с. https://doi.org/10.31812/123456789/7081

2. Електронний ресурс: https://pubs.aip.org/aip/apm/article/7/5/051103/ 122024/Deep-trap-spectra-of-Sn-doped-Ga2O3-grown-by

3. Електронний ресурс: https://powerwaywafer.com/gallium-oxide-semiconductor-material.html 4. Химическая энциклопедия. Москва: Большая советская энциклопедия, 1988. Т. 1. 623 с.

5. Лидин Р.А. Химические свойства неорганических веществ. Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. Москва: Химия, 2000. 480 с.

6. Никольский Б.П. Справочник химика. 2-е изд. Москва—Ленинград: Химия, 1966. Т. 1. 1072 с.

7. Никольский Б.П. Справочник химика. 3-е изд. Ленинград: Химия, 1971. Т. 2. 1168 с.

8. Chiang J.-L., Yadlapalli B.K., Chen M.-I., Wuu D.-S. A review on gallium oxide materials from solution processes. Nanomaterials (Basel). 2022. Vol. 12 (20). P. 3601. https://doi.org/10.3390/nano12203601

9. Marwoto P., Sugianto S., Wibowo E., Marwoto P. Growth of europium-doped gallium oxide (Ga2O3:Eu) thin films deposited by homemade DC magnetron sputtering. Theor. Appl. Phys. 2012. Vol. 6. P. 17-28. https://doi.org/10.1186/2251-7235-6-17

10. Minami T. Oxide thin-film electroluminescent devices and materials. Solid-State Electronics. 2003. Vol. 47. P. 2237.

11. Chang S.-J., Wu Y.-L., Weng W.-Y., Lin Y.-H., Hsieh W.-K., Sheu J.-K., Hsu C.-L. Photoelectrochemical hydrogen generation. Electrochem. Soc. 2014. Vol. 161. H508.

12. Moos N., Izu R., Rettig F., Reis S., Shin W., Matinfara I. Resistive oxygen gas sensors for harsh environments. Sensors. 2011. Vol. 11 (4). P. 3439-3465.

13. Oshima Y., Villora E.G., Kiyoshi Shimamura K. Quasi-heteroepitaxial growth of β-Ga2O3 on off-angled sapphire (0001) substrates by halide vapor phase epitaxy. J. Crystal Growth. 2015. Vol. 410. P. 53-58. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2014.10.038

14. Bottiston G.A., Gerbasi R., Porchia M., Bertoncello R., Caccavale F. Chemical vapour deposition and characterization of gallium oxide thin films. Thin Solid Films. 1996. Vol. 279. P. 115-118. https://doi.org/10.1016/0040- 6090(95)08161-5

15. Kawaharamura T., Dang G.T., Furuta M. Development of “Mist CVD”, functional thin film. Jpn. Appl. Phys. 2012. Vol. 51. P. 040207.

16. Hao J., Lou Z., Renaud I., Cocivera M. Electroluminescence of europium-doped gallium oxide thin films. Thin Solid Films. 2004. Vol. 467. P. 182-190.

17. Ji Z., Du J., Fan J., Wang W. Gallium oxide films for filter and solar-blind UV detector. Opt. Mater. (Amst). 2006. Vol. 28. P. 415-421.

18. Binions R., Carmalt C.J., Parkin I.P., Pratt K.F.E., Shaw G.A. Synthesis of gallium oxide via interaction of gallium with iodide. Chem. Mater. 2004. Vol. 16. P. 2489.

19. Ravadgar P., Horng R.H., Wang T.Y. Chloride epitaxy of β-Ga2O3 layers grown on c-sapphire substrates. ECS. Solid State Sci. Technol. 2012. Vol. 1. P. 58-64.

20. Higashiwaki M., Sasaki K., Kuramata A., Masui T., Yamakoshi S. Gallium oxide (Ga2O3) metal-semiconductor field-effect transistors on single-crystal β-Ga2O3 (010) substrates. Appl. Phys. Lett. 2012. Vol. 100. P. 013504. https://doi.org/10.1063/1.3674287

21. Villora E.G., Shimamura K., Kitamura K., Aoki K. Rf-plasma-assisted molecular-beam epitaxy of β-Ga2O3. Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 031105.

22. Бордун О.М., Бордун Б.О., Кухарський І.Й., Медвідь І.І., Цаповська Ж.Я., Леонов Д.С. Фотоелектричні властивості тонких плівок β-Ga2O3. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. 2018. Т. 16 (1). С. 167-174.

23. Bordun O.M., Bordun B.O., Kukharskyy I.Yo., Medvid I.I., Zvizlo I.S., Leonov D.S. Influence of the obtaining conditions on the photoconductivity of thin β-Ga2O3 films. J. Appl. Spectrosic. 2017. Vol. 84 (1). P. 483-490.

24. Maslov V.N., Krymov V.M., Blashenkov M.N., Golovatenko A.A., Nikolaev V.I. β-Ga2O3 crystal growing from its own melt. Tech. Phys. Lett. 2014. Vol. 40. P. 303-309.

25. Tomm Y., Ko J.M., Yoshikawa A., Fukuda T. Sapphire substrate induced effects on β-Ga2O3 thin films. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2001. Vol. 66. P. 369-375.

26. Ohira S., Suzuki N., Arai N., Tanaka M., Sugawara T., Nakajima K., Shishido T. Photoconductivity of thin β-Ga2O3 and β-Ga2O3:Cr3+ films. Thin Solid Films. 2008. Vol. 516. P. 5763-5770. https://doi.org/10.1016/j.tsf 

27. Dabkowska H.A., Dabkowski A.B. Springer handbook of crystal growth. Springer. 2010. P. 1817.

28. Aida H., Nishiguchi K., Takeda H., Aota N., Sunakawa K., Yaguchi Y. Growth of β-Ga2O3 single crystals by the edge-defined. Jpn. Appl. Phys. 2008. Vol. 47. P. 8506-8510.

29. Лучечко А.П. Нерівноважні електронні фото- та термостимульовані процеси в оксидних матеріалах функціональної електроніки на основі галію та алюмінію. Дис.  д-ра фіз.-мат. наук. Львів, 2020. 223 c.

30. Tippins H. Optical and microwave properties of trivalent chromium in β-Ga2O3. Phys. Rev. 1965. Vol. 137. P. A865.

31. Pearton S., Yang J., Cary P.H., Ren F., Kim J., Tadjer M.J., Mastro M.A. A review of Ga2O3 materials, processing, and devices. Appl. Phys. Rev. 2018. Vol. 5. P. 011301.

32. Higashiwaki M., Sasaki K., Kuramata A., Masui T., Yamakoshi S. Gallium oxide (Ga2O3) metal-semiconductor field-effect transistors on singlecrystal β-Ga2O3 (010) substrates. Appl. Phys. Lett. 2012. Vol. 100. P. 013504. https://doi.org/10.1063/1.3674287

33. Higashiwaki M., Sasaki K., Kamimura T., Wong M.N., Krishnamurthy D. Depletion-mode Ga2O3 metal-oxide-semiconductor field-effect transistorson β-Ga2O3 (010) substrates and temperature dependence of their devicecharacteristics. Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 103. P. 123511. https://doi.org/10.1063/1.4821858

34. Bartic M., Toyoda Y., Baban C.-I., Ogita M. Oxygen sensitivity in gallium oxide thin films and single crystals at high temperatures. Jpn. J. Appl. Phys. 2016. Vol. 45. P. 5186. 35. Fleischer M., Hollbauer L., Born E., Meixner H. Evidence for a phase transition of β-Ga2O3 at very low oxygen pressures Amer. Ceram. Soc. 1997. Vol. 80. P. 2121-2125.

36. Fleischer M., Giber J., Meixner H. H2-induced changes in electrical conductance of β-Ga2O3 thin-film systems. Appl. Phys. 1992. A54. P. 560-566.

37. Trinchi A., Wlodarski W., Li Y.X. Hydrogen sensitive Ga2O3 schottky diode sensor based on SiC. Sensors Actuators, B Chem. 2004. Vol. 100. P. 94-98.

38. Nakagomi S., Yokoyama K., Kokubun Y. Devices based on series-connected Schottky junctions and β-Ga2O3/SiC heterojunctions characterized as hydrogen sensors. J. Sensors Sens. Syst. 2014. Vol. 3. P. 231-239. https://doi.org/10.5194/jsss-3-231-2014

39. Kokubun Y., Miura K., Endo F., Nakagomi S. Sol-gel pre-pared β-Ga2O3 thin films for ultraviolet photodetectors. Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 031912. https://doi.org/10.1063/1.2432946, 2007

40. Arnold S., Prokes S., Perkins F., Zaghloul M. Design and performance of a simple, room-temperature Ga2O3 nanowire gas sensor. Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. P. 103102. 41. Hudgins J.L., Simin G.S., Santi E., Khan M.A. An assessment of wide bandgap semiconductors for power devices. IEEE Trans. Power Electron. 2003. Vol. 18. P. 907.

42. Hwang W.S., Verma A., Peelaers H., Protasenko V., Rouvimov S., Xing H., Seabaugh A., Haensch W., Walle C.V., Galazka Z. High-voltage field effect transistors with wide-bandgap -Ga2O3 nanomembranes. Appl. Phys. Lett. 2014. Vol. 104. P. 203111.

43. Галій П.В., Васильців В.І., Лучечко А.П., Мазур П., Ненчук Т.М., Цвєткова О.В., Яровець І.Р. Елементно-фазові та структурні дослідження полікристалічних поверхонь сполук системи β-Ga2O3— SnO2. Журн. нано- та електронної фізики. 2018. Т. 10 (5). С. 05039- 1-05039-8. https://doi.org/10.21272/jnep.10(5).05039

Публікації