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Accès ouvert déclaré 2025 article

Controlling the Scandium Gradient and Microstructure in AlN Thin Films via a Magnetron Sputtering-Ion Implantation Strategy

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Le résumé fourni par la source

Scandium (Sc)-doped aluminum nitride (AlN) thin films are critical for high-frequency, high-power surface acoustic wave (SAW) devices. A composite Sc doping strategy for AlN thin films is proposed, which combines magnetron sputtering pre-doping with post-doping via ion implantation to achieve gradient doping and tailor microstructural characteristics. The crystal structure, surface composition, and microstructural defects of the films were characterized using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). Results indicate that the Sc content in pre-doped ScAlN films was optimized from below 10 at.% to above 30 at.%, while the films maintained a stable (002) preferred orientation. XPS analysis confirmed the formation of Sc-N bonds, and EDS mapping revealed a gradient distribution of Sc within the subsurface region, extending to a depth of approximately 200 nm. High-resolution TEM revealed localized lattice distortions and surface amorphization induced by ion implantation. This work demonstrates the feasibility of ion implantation as a supplementary doping technique, offering theoretical insights for developing AlN films with high Sc doping concentrations and structural stability. These findings hold significant potential for optimizing the performance of high-frequency, high-power SAW devices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Controlling the Scandium Gradient and Microstructure in AlN Thin Films via a Magnetron Sputtering-Ion Implantation Strategy
Date Crossref
15/12/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Science and Technology Beijing Institute for Advanced Materials and Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Ltd. 18 Dilun Road Sinomach Diamond (Henan) Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise

Institute for Advanced Materials and Technology — University of Science and Technology Beijing, School of Mechanical Engineering et Sinomach Diamond (Henan) Co. — Ltd. 18 Dilun Road.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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