Ga_(2)O_(3)薄膜制备及能带调控综合性实验教学设计

作     者：咸冯林 陈柯宇 赵立龙 裴世鑫 XIAN Fenglin;CHEN Keyu;ZHAO Lilong;PEI Shixin

作者机构：南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 

出 版 物：《实验技术与管理》 (Experimental Technology and Management)

年 卷 期：2022年第39卷第11期

页      面：156-160,185页

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 040102[教育学-课程与教学论] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(62075097) 教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会2019年高等学校教学研究项目(DJZW201922hd) 国家级大学生创新创业训练计划支持项目(202210300054Z) 

主　　题：综合实验 Ga_(2)O_(3)薄膜 能带结构 第一性原理 

摘      要：围绕Ga_(2)O_(3)薄膜的制备、性能测试和理论建模分析设计了一个综合性教学实验。采用磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了Ga_(2)O_(3)薄膜,研究了退火温度对Ga_(2)O_(3)薄膜晶体结构、表面形貌和光学带隙的影响,同时采用第一性原理建模计算分析了Ga替位O和O空位两种缺陷对Ga_(2)O_(3)能带结构和态密度的影响。结果表明,随着退火温度的提高,Ga_(2)O_(3)薄膜由非晶态转变为β-Ga_(2)O_(3),带隙宽度在2.20~4.80 eV范围内变化。理论计算表明,在低温下退火以O空位缺陷占主导地位,而高温退火时Ga替位O缺陷占主导地位。该实验将实验操作与理论建模分析相结合,激发了学生对科学研究的兴趣,提高了学生自主创新意识和实践能力。