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Calibration of binding energy and clarification of interfacial band bending for the Al2O3/diamond heterojunction
Applied Physics Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-09-03 , DOI: 10.1063/5.0230817 J. W. Liu 1 , T. Teraji 1 , B. Da 2 , Y. Koide 1
Applied Physics Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-09-03 , DOI: 10.1063/5.0230817 J. W. Liu 1 , T. Teraji 1 , B. Da 2 , Y. Koide 1
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Due to the presence of an intrinsic C 1s peak in diamond, it is impossible to calibrate its binding energies using the adventitious C 1s peak (284.8 eV) during x-ray photoelectron spectroscopy measurement. The absence of accurate binding energy measurement makes it challenging to determine the interfacial band bending for the oxide/diamond heterojunction. To overcome this issue, a net-patterned gold (Au) mask is applied to the boron-doped diamond (B-diamond) to suppress the charge-up effect and calibrate the binding energy using the standard Au 4f peak (83.96 eV). The B-diamond epitaxial layer shows downward band bending toward the surface with a valence band maximum of 0.85 eV. Upon the formation of Al2O3 using an ozone precursor through the atomic layer deposition technique, the B-diamond continues to exhibit downward band bending toward the Al2O3/B-diamond interface. However, the bending energy has reduced, potentially attributed to the modification of the oxygen vacancies on the B-diamond surface by the ozone precursor during the Al2O3 deposition.
中文翻译:
校准结合能并阐明 Al2O3/金刚石异质结的界面带弯曲
由于金刚石中存在固有的 C 1s 峰,因此在 X 射线光电子能谱测量过程中,无法使用不定的 C 1s 峰 (284.8 eV) 来校准其结合能。由于缺乏精确的结合能测量,因此很难确定氧化物/金刚石异质结的界面带弯曲。为了克服这个问题,在掺硼金刚石 (B 金刚石) 上应用净图案金 (Au) 掩模,以抑制充电效应并使用标准 Au 4f 峰 (83.96 eV) 校准结合能。B 金刚石外延层显示向表面向下弯曲,价带最大值为 0.85 eV。在通过原子层沉积技术使用臭氧前驱体形成 Al2O3 后,B 金刚石继续向 Al2O3/B 金刚石界面向下弯曲。然而,弯曲能量已经降低,这可能是由于 Al2O3 沉积过程中臭氧前驱体改变了 B 金刚石表面的氧空位。
更新日期:2024-09-03
中文翻译:
校准结合能并阐明 Al2O3/金刚石异质结的界面带弯曲
由于金刚石中存在固有的 C 1s 峰,因此在 X 射线光电子能谱测量过程中,无法使用不定的 C 1s 峰 (284.8 eV) 来校准其结合能。由于缺乏精确的结合能测量,因此很难确定氧化物/金刚石异质结的界面带弯曲。为了克服这个问题,在掺硼金刚石 (B 金刚石) 上应用净图案金 (Au) 掩模,以抑制充电效应并使用标准 Au 4f 峰 (83.96 eV) 校准结合能。B 金刚石外延层显示向表面向下弯曲,价带最大值为 0.85 eV。在通过原子层沉积技术使用臭氧前驱体形成 Al2O3 后,B 金刚石继续向 Al2O3/B 金刚石界面向下弯曲。然而,弯曲能量已经降低,这可能是由于 Al2O3 沉积过程中臭氧前驱体改变了 B 金刚石表面的氧空位。