Например, Бобцов

Измерение теплоемкости и теплопроводности объемных кристаллов
β-Ga2O3 и β-(AlxGa1–x)2O3, выращенных методом Чохральского

Аннотация:

Предмет исследования. Одна из областей применения объемных кристаллов оксида галлия — изготовление подложек для проведения эпитаксиального выращивания приборных структур силовой электроники и оптоэлектроники в системе Ga2O3/(AlxGa1–x)2O3. Для большинства конструкций приборов подложка является каналом отведения тепла от прибора к внешнему радиатору. Данное свойство делает информацию о тепловых характеристиках объемных кристаллов оксида галлия и твердого раствора оксидов галлия и алюминия, в частности о теплоемкости и теплопроводности критически важной. В работе проведено измерение теплоемкости объемных кристаллов β-модификации чистого оксида галлия (β-Ga2O3), полученных методом Чохральского, а также двойного твердого раствора β-оксида галлия и оксида алюминия β-(AlxGa1–x)2O3 для различных значений концентрации Al в диапазоне температур 25–480 °С. Метод. Образцы объемных кристаллов выращены в промышленной установке «Ника-3» методом вытягивания из расплава (метод Чохральского). Затем на образцах, специальным образом подготовленных из объемных кристаллов, методом дифференциальной сканирующей калориметрии измерена удельная теплоемкость. Методом с применением плоского источника тепла (метод горячего диска) измерена теплопроводность в кристаллографическом направлении [010]. Основные результаты. Получена зависимость удельной теплоемкости кристаллов β-(AlxGa1–x)2O3 для значений атомной концентрации алюминия, которая лежит в диапазоне от 0 (чистый оксид галлия) до 9,11 ат.%. Выполнен анализ влияния содержания Al на теплоемкость материала. Получена зависимость теплопроводности β-Ga2O3 от температуры, в направлении роста [010], в диапазоне температур 43–120 °С. Практическая значимость. Результаты исследования могут найти применение при дальнейшем изучении тепловых свойств оксида галлия, а также при решении задачи отвода тепла для приборов, основанных на оксиде галлия.

Ключевые слова:

Статьи в номере