8月25日消息，一篇提交至arXiv的研究（编号2608.24465）由米兰比可卡大学L. Miglio团队联合赫尔辛基大学F. Djurabekova等完成，揭示了超宽禁带半导体β-Ga2O3（单斜氧化镓）异质外延中“无位错塑性弛豫”的结构机制。

β-Ga2O3因约4.8eV的超宽禁带、高击穿场强与可规模化熔体生长衬底，被视为功率电子与日盲探测器的明星材料。在失配的c面蓝宝石衬底上，β-Ga2O3以三维岛状模式生长，通常经由薄α-Ga2O3湿润层，最终通过岛合并形成连续薄膜。实验揭示β薄膜处于弛豫状态，却 surprisingly 观察不到位错——塑性弛豫通常依赖位错，这一反常现象提示存在非常规的弛豫路径。

研究团队结合密度泛函理论（DFT）、连续成核理论与分子动力学模拟，识别出该过程的关键机制：塑性弛豫通过湿润层与(-201)β-Ga2O3结构共享氧平面下方Ga原子的重排完成。在这一共享氧平面内实现局部α到β的弛豫相变，仅凭单个原子平面内的结构转变即可让β-Ga2O3岛获得完全弛豫，无需生成失配位错。

这一发现对外延氧化镓工艺具有直接指导意义：通过控制湿润层与初始成核条件，可在蓝宝石等廉价衬底上获得低位错密度的高质量β-Ga2O3薄膜，为低成本氧化镓功率器件与深紫外光电探测器的异质集成提供了理论基础。 （来源：arXiv）