CN110854013B - 一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用 - Google Patents

一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于半导体材料生长制备与应用技术领域，具体为一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用。利用Ga金属低熔点和室温表面易氧化的特性，采用PDMS柔性粘性衬底与流动的液态Ga金属接触，通过印刷方法制备超薄连续的二维Ga2O3非晶薄膜；进一步将其作为模版并进行不同气氛的高温处理，可以制备系列二维Ga系非晶、多晶和单晶二维连续超薄半导体薄膜材料。该方法简单，成本低廉，可以实现连续大面积甚至晶圆尺寸的二维半导体薄膜材料制备，这对于研究Ga系半导体材料在二维极限条件下的光学、电学、光电子学性能以及构建范德华异质结光电器件方面有着重要的意义。

Description

一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用
技术领域
本发明属于半导体材料生长制备与应用技术领域，涉及一种大面积连续超薄的二维(2D)Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用，具体为一种以液态金属Ga制备系列二维Ga 系超薄非晶、单晶和多晶半导体薄膜材料(如：二维Ga2O3、GaN、GaS、GaSe、GaTe、 GaP、GaAS等)的方法及其在二维光电器件方面的应用。
背景技术
二维材料最早起源于2004年石墨烯的发现，其厚度在原子层级别，小于波尔临界半径尺寸。与传统的块体和薄膜材料相比，二维材料的量子尺寸效应和表面效应更明显，能带结构、光吸收、载流子激发和迁移以及热量的扩散也呈现迥然不同的性质。例如：二维半导体材料的能带结构和带隙随厚度可调，自旋自由度和谷自由度的可控；此外，不同的二维材料由于晶体结构的特殊性质导致了不同的电学特性或光学特性的各向异性，包括拉曼光谱、光致发光光谱、二阶谐波谱、光吸收谱、热导率、电导率等性质的各向异性。
Ga系半导体材料(Ga2O3、GaN、GaAs等)是一类优秀的半导体材料体系，在LED 照明、大功率激光器、大功率电子器件、场效应管、太阳能电池等领域已经实现了工业化应用。二维Ga系半导体材料理论上拥有比传统块体材料更丰富和更奇妙的半导体物理光电特性，在新型二维光电和范德华异质结堆垛器件领域将拥有广泛的应用前景。
然而，绝大多数Ga系半导体材料成键方式主要为共价键，属于非本征层状材料，很难通过机械剥离技术，自上而下获得大尺寸原子层厚度的二维材料；也无法通过离子插层技术获得；化学气相沉积技术(CVD)理论上可以实现自下而上的二维材料生长，但是岛状晶核的快速生长，对生长工艺和衬底的选择提出了极高的挑战，且稳定性和可控性较差，无法得到大面积连续生长的二维Ga系薄膜材料。
如何批量制备大面积连续的二维Ga系半导体材料，并从衬底表面无损剥离并转移，是二维半导体材料生长、器件制备和应用研究面临的巨大挑战。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法与应用，不依赖衬底且方法简单、成本低廉，将其作为模板应用于其它二维Ga系半导体薄膜材料的制备。
本发明采取的技术方案是：
一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，以液态金属Ga为原料，基于其表面超薄钝化层的形成原理，控制液态金属Ga与有机柔性衬底接触，利用液态金属的流动性和有机柔性衬底表面的粘性，通过印刷法制备大面积超薄透明的二维 Ga2O3非晶薄膜。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，二维Ga2O3非晶薄膜的形成主要来源于液态Ga与有机柔性衬底上的吸附氧或空气中的氧反应。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，包含下列步骤：
1)加热金属Ga至其熔点29.8℃以上，使其熔化成液态；
2)采用有机柔性衬底，控制液态Ga金属与有机柔性衬底接触，移动印刷，在有机柔性衬底表面制备一层超薄透明无Ga污染和聚集的二维Ga2O3非晶薄膜；
3)将有机柔性衬底上的二维Ga2O3非晶薄膜转移至其它衬底。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，步骤(2)中的有机柔性衬底为PDMS、PVC或相类似的有机材料。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，步骤(3)中有机柔性衬底上的二维Ga2O3非晶薄膜转移通过范德华力的方式转移至其它刚性衬底：Si、SiO2、 Al2O3、GaN、SiN或石英玻璃上；或者，通过光刻胶转移，通过丙酮溶解至溶液，用滴定的方式转移至其它任何衬底表面，其它任何衬底中也包括透射电镜用微栅或原位芯片。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，步骤(3)中制备得到的二维Ga2O3非晶薄膜表面平整干净，无Ga污染残留和聚集，厚度控制在1～20nm，二维Ga2O3非晶薄膜表面尺寸控制在10微米到英寸甚至晶圆级别。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，以二维Ga2O3非晶薄膜为模板，制备系列二维超薄Ga系半导体薄膜材料。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，利用CVD管式炉对二维Ga2O3非晶薄膜进行不同条件下的高温气氛处理，将二维Ga2O3非晶薄膜转变为二维Ga2O3、 GaN、GaS、GaSe、GaTe、GaP或GaAS的非晶、单晶或多晶半导体材料。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，高温气氛处理的温度选择 300～1000℃，反应时间为5～600min，反应气氛来源于气体，或者来源于固体前驱体粉末热蒸发。
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，二维超薄Ga系半导体薄膜材料的厚度控制在1～20nm，晶相结构通过转变温度控制。
本发明的设计思想是：
本发明设计的核心思想在于利用液态Ga金属室温表面易钝化的形成机理和PDMS有机材料本身的粘性、柔性和透明特性；采用流动的液态Ga金属直接与PDMS表面的吸附氧反应策略，从而控制氧化层的形成速度和厚度；生成的氧化层由于较强的范德华作用力直接牢牢的粘附在PDMS表面，残余的液态Ga随流动带走，很好的控制和解决了氧化层薄膜的连续性、均匀性以及表面Ga残余的问题。制备的二维Ga2O3非晶薄膜，厚度仅有几个原子层，其O原子的替换和取代以及晶体结构转变比传统块体材料更容易，因此可以实现系列二维Ga系非晶、多晶和单晶二维连续超薄半导体薄膜材料的有效制备。
本发明的优点及有益效果是：
1)本发明制备的二维Ga2O3非晶薄膜无残余Ga污染；
2)本发明可以实现原子层厚度的系列二维Ga系半导体非晶、多晶和单晶薄膜材料的制备，拥有良好的稳定性和均匀性。
3)本发明无需MBE和MOCVD等大型昂贵的设备，Ga原料无毒，成本低廉。
4)本发明对衬底的选择性要求较低，转移简单。
5)本发明可以实现大面积，批量化制备，有利于二维光电器件和范德华异质结器件的性能研究和应用。
总之，本发明采用低熔点的液态Ga金属为生长源，室温下控制液态金属Ga与 PDMS等有机衬底接触，利用其表面的吸附氧直接与液态金属Ga反应，实现PDMS有机衬底上超薄连续的二维Ga2O3非晶薄膜的印刷制备；通过范德华力转移的方法和策略将PDMS的二维Ga2O3非晶薄膜转移至其它衬底并作为模板，进行不同气氛的高温处理，制备系列二维Ga系非晶、多晶和单晶二维连续超薄半导体薄膜材料。
附图说明
图1是实施例1中液态金属Ga印刷制备二维Ga2O3非晶薄膜的流程图。
图2是实施例1制备的二维Ga2O3非晶薄膜的(a)原子力显微镜(AFM)表面形貌和厚度、(b)低倍透射电子显微镜照片、(c)高分辨透射电镜(HRTEM)照片和(d)电子衍射花样。
图3是实施例3制备的二维GaN薄膜的(a)AFM表面形貌和厚度、(b)低倍透射电镜照片、(c)HRTEM照片和(d)衍射花样。
图4是实施例3制备的二维GaN薄膜应用于实施例9中二维光电探测器的(a)光态和暗态下的I-V曲线(插图为器件的光学照片)和(b)开关响应曲线图。(a)图中，横坐标Voltage代表电压(V)，纵坐标Current代表电流(μA)；(b)图中，横坐标Time代表时间(s)，纵坐标Current代表电流(μA)。
图5是实施例4制备的大面积连续二维GaP薄膜的实物光学照片。
图6是实施例4制备的二维GaP薄膜的(a)Ga 3d的X射线光电子(XPS)精细谱和(b)P 2p的XPS精细谱。(a)图中，横坐标Binding energy代表结合能(eV)，纵坐标Intensity 代表电流(a.u.)；(b)图中，横坐标Binding energy代表结合能(eV)，纵坐标Intensity代表电流(a.u.)。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明以液态金属Ga为源，基于其表面超薄氧化层的形成原理，控制液态金属Ga与PDMS等柔性衬底接触，利用液态金属的流动性和有机衬底表面的粘性，使液态金属Ga与PDMS表面的吸附氧反应从而在衬底表面获得一层连续超薄透明的二维Ga2O3薄膜。将PDMS上的二维Ga2O3薄膜转移至Si、SiO2等衬底，然后对其进行不同条件下的气氛处理，从而制备得到系列二维Ga2O3、GaN、GaS、 GaSe、GaTe、GaP、GaAS等半导体非晶、多晶和单晶薄膜材料。其具体步骤如下：
1)加热金属Ga至其熔点(29.8℃)以上，使其熔化成液态。
2)采用PDMS柔性衬底，控制液态Ga金属与PDMS接触，移动印刷，在PDMS表面制备一层超薄透明无Ga污染和聚集的二维Ga2O3非晶薄膜。
3)将PDMS上的二维Ga2O3非晶薄膜转移至其它衬底如Si、SiO2、GaN、蓝宝石、石英玻璃等衬底表面。
4)利用CVD管式炉对二维Ga2O3薄膜进行不同条件下的高温气氛处理，将二维Ga2O3转变为其它二维Ga系半导体非晶、多晶和单晶薄膜材料。
步骤1)至步骤2)中所述的加热和印刷过程，可以在手套箱中操作，控制手套箱内的氧气浓度可以在一定程度上控制二维Ga2O3非晶薄膜的厚度。
控制步骤2)中PDMS的尺寸大小可以实现大面积甚至晶圆尺寸级别的二维Ga系列半导体薄膜材料的制备。
步骤3)中PDMS上的二维Ga2O3非晶薄膜转移有两种方法：一种是直接控制PDMS 与SiO2等衬底接触，利用范德华力，将PDMS上的二维Ga2O3薄膜转移至目标衬底；另一种是先利用光刻胶的粘性将PDMS上的二维Ga2O3非晶薄膜转移至带有光刻胶的 Si衬底表面，然后用丙酮去掉光刻胶，将二维Ga2O3大批量转移至溶液，然后用滴定的方式转移至目标衬底。第一种方法的优点在于，可以制备平整无褶皱的二维材料；第二种方法的优点在于，转移方法更简单、更自由，可以转移至任意衬底，特别是比较脆弱的透射微栅和原位芯片等衬底表面。
步骤4)中二维Ga2O3非晶薄膜转变前，加热炉腔体需要用机械泵抽到本底真空，然后通入N2或Ar保护气至常压。样品先置于低温端，到达指定温度后，然后将二维 Ga2O3快速移动至管式炉中心。
以下所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果以及注意事项进行了进一步详细说明。所应理解的是，以下所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例中，利用液态金属Ga制备和转移二维Ga2O3非晶薄膜的具体方法：
1)在手套箱内，将金属Ga加热至40℃，待Ga熔化成液态，用塑料吸管吸取50mg Ga，置于1cm×1cm(可以更大)大小的胶带上；
2)将液态Ga在胶带边缘涂抹成长×宽×高1cm×1cm×0.2cm左右，将表面形成的暗色氧化层刮掉，露出具有金属光泽的表面。
3)采用表面平整度高，无孔的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片，截取合适大小(1cm×1cm)，按照图1流程图，控制Ga金属缓慢划过PDMS表面，直至表面形成透明的非晶氧化层，残余的液态Ga可以控制胶带将其吸附和转移掉，二维Ga2O3非晶薄膜的厚度为6nm。
4)按照图1所示将步骤3中得到的PDMS，与需要的衬底(如SiO2)接触，施加2N 左右的压力，利用范德华力将二维Ga2O3薄膜转移至SiO2衬底。
5)也可按照图1所示将步骤3中得到的PDMS，与涂有光刻胶(曝光后)的Si衬底接触，利用光刻胶的粘性将二维Ga2O3薄膜转移至光刻胶表面，用丙酮去掉光刻胶，将二维Ga2O3薄膜转移至丙酮溶液中，然后用滴定的方式可以任意无损地将二维Ga2O3薄膜转移至其它衬底特别是透射微栅等比较脆弱的衬底。
实施例2
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜制备二维Ga2O3晶体薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶薄膜样品置于管式炉中心加热区域，两端开口处于大气常压。
3)以5℃/min的缓慢速度加热管式炉至500～900℃，保温30～120min，即可获得晶态的二维Ga2O3薄膜，二维Ga2O3晶体薄膜的厚度为3nm。
实施例3
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜模板制备二维GaN薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶薄膜样品置于管式炉低温端，机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入N2保护气至常压。
3)以15℃/min的速度加热管式炉至400～1100℃，然后将二维Ga2O3移动至炉中心区域，关闭N2，通入流量50sccm NH3氮化5～60min，关闭NH3，通入N2保护气，自然冷却即可获得二维GaN薄膜，见图3，二维GaN薄膜的厚度为3nm。
实施例4
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜模板制备二维GaP薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶薄膜样品和50mg NaH2PO4分别置于两个坩埚，放入管式炉，两个坩埚位置相距15cm。
3)机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入Ar保护气至常压，Ar流速100sccm。
4)以15℃/min的速度加热管式炉至400～800℃，反应5～60min，自然冷却即可获得二维GaP薄膜，二维GaP薄膜的厚度为4nm。
实施例5
本实施例中，二维Ga2O3非晶模板制备二维GaS薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶薄膜样品和50mg硫粉分别置于两个坩埚，放入管式炉，两个坩埚位置相距15cm。
3)机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入Ar+H2(5％)混合气至常压，流速100sccm。
4)以15℃/min的速度加热管式炉至400～800℃，反应5～60min，自然冷却即可获得二维GaS薄膜，二维GaS薄膜的厚度为3nm。
实施例6
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜模板制备二维GaSe薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶样品和50mg硒粉分别置于两个坩埚，放入管式炉，两个坩埚位置相距15cm。
3)机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入Ar+H2(5％)混合气至常压，流速100sccm。
4)以15℃/min的速度加热管式炉至600～900℃，反应5～60min，自然冷却即可获得二维GaSe薄膜，二维GaSe薄膜的厚度为3nm。
实施例7
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜模板制备二维GaTe薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶薄膜样品和50mg碲粉分别置于两个坩埚，放入管式炉，两个坩埚位置相距15cm。
3)机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入Ar+H2(5％)混合气至常压，流速100sccm。
4)以15℃/min的速度加热管式炉至700～1000℃，反应5～60min，自然冷却即可获得二维GaTe薄膜，二维GaTe薄膜的厚度为5nm。
实施例8
本实施例中，二维Ga2O3非晶薄膜模板制备二维GaAs薄膜的具体方法：
1)二维Ga2O3非晶薄膜的制备同实施例1。
2)将制备好的二维Ga2O3非晶样品和50mg砷粉分别置于两个坩埚，放入管式炉，两个坩埚位置相距15cm。
3)机械泵抽真空30min，排除腔体氧，然后通入Ar+H2(5％)混合气至常压，流速100sccm。
4)以15℃/min的速度加热管式炉至600～800℃，反应5～60min，自然冷却即可获得二维GaAs薄膜，二维GaAs薄膜的厚度为4nm。
实施例9
本实施例中，二维GaN光电探测器的制备方法：
1)基于实施例3的方法在SiO2衬底表面制备二维GaN晶体。
2)旋涂光刻胶(3000r/min)，150℃前烘60s。
3)套光刻板，紫外曝光12s，100℃后烘60s。
4)显影20s，去离子水清洗，N2吹干。
5)电子束蒸发制备金属电极，先镀10nm钛，再镀40nm金。
6)去胶液浸泡3h，去离子水清洗，N2吹干，进行光电性能测试，见图4。
下面是对实施例中制备得到的二维Ga系薄膜的详细表征和性能测试：
图2是实施例1得到的二维Ga2O3非晶薄膜的AFM形貌和TEM结构表征。如图 2a所示，液态金属Ga印刷制备得到的二维Ga2O3薄膜AFM所测厚度大约为6nm左右，表面平整干净，无残余Ga污染和聚集。如图2b所示，透射明场像显示制备出来的二维Ga2O3薄膜，表面光滑无Ga颗粒残留，呈现自支撑超薄形貌。如图2c所示，透射高分辨显示制备的二维Ga2O3薄膜，无明显规整的晶格条纹，原子排列长程无序。如图2d所示，二维Ga2O3薄膜的衍射图谱，呈现非晶环特征，表明制备的二维Ga2O3薄膜为非晶结构。
图3是实施例3得到的二维Ga2O3薄膜氮化后制备得到的二维GaN薄膜的AFM形貌和TEM结构表征结果。如图3a所示，二维GaN薄膜的AFM所测厚度为3nm左右，表面平整干净。如图3b所示，透射明场像显示制备出来的二维GaN薄膜，大面积连续平整，呈现自支撑形貌。如图3c所示，高分辨透射电镜结果显示制备出的的二维 GaN薄膜，拥有清晰规整的晶格条纹像，晶面间距与六方纤锌矿结构的GaN单晶吻合。如图3d所示，二维GaN薄膜晶体的透射高分辨傅立叶变化与标准六方纤锌矿结构的 GaN衍射图谱一致。
如图4所示，实施例3在800℃反应温度和10min反应时间下制备的二维GaN 薄膜的光电性能。a为暗态下和365nm光照射下的GaN薄膜的I-V曲线，b为光电响应曲线，表明该方法制备的二维GaN晶体拥有超快的光响应速度，开关时间仅为39 ms。
如图5所示，实施例4中制备的大面积连续二维GaP的实物图片。
如图6所示，实施例4中制备的大面积连续二维GaP的XPS图谱。(a)为Ga 3d的精细谱，(b)为P 2p的精细谱，与GaP的标准谱较为吻合，表明制备出来的二维材料为 GaP。
上述检测结果表明，本发明利用Ga金属低熔点和室温表面易氧化的特性，采用PDMS柔性粘性衬底与流动的液态Ga金属接触，通过印刷方法制备超薄连续的二维 Ga2O3非晶薄膜；进一步将其作为模版并进行不同气氛的高温处理，可以在SiO2、Si 等不同衬底表面成功制备出大面积、原子层厚的二维Ga系半导体非晶、单晶和多晶薄膜材料，且拥有较好的光电性能。该方法简单，成本低廉，可以实现连续大面积甚至晶圆尺寸的二维半导体薄膜材料制备，这对于研究Ga系半导体材料在二维极限条件下的光学、电学、光电子学性能以及构建范德华异质结光电器件方面有着重要的意义。

Claims (9)

1.一种大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，其特征在于，以液态金属Ga为原料，基于其表面超薄钝化层的形成原理，控制液态金属Ga与有机柔性衬底接触，利用液态金属的流动性和有机柔性衬底表面的粘性，通过印刷法制备大面积超薄透明的二维Ga2O3非晶薄膜；
所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，包含下列步骤：
1)加热金属Ga至其熔点29.8℃以上，使其熔化成液态；采用塑料吸管吸取液态金属Ga置于胶带上，将液态金属Ga在胶带边缘涂抹，将表面形成的暗色氧化层刮掉，露出具有金属光泽的表面；
2)采用有机柔性衬底，控制液态Ga金属与有机柔性衬底接触，移动印刷，在有机柔性衬底表面制备一层超薄透明无Ga污染和聚集的二维Ga2O3非晶薄膜；
3)将有机柔性衬底上的二维Ga2O3非晶薄膜转移至其它衬底。
2.根据权利要求1所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，其特征在于，二维Ga2O3非晶薄膜的形成主要来源于液态Ga与有机柔性衬底上的吸附氧或空气中的氧反应。
3.根据权利要求1所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的有机柔性衬底为PDMS或PVC。
4.根据权利要求1所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中有机柔性衬底上的二维Ga2O3非晶薄膜转移通过范德华力的方式转移至其它刚性衬底：Si、SiO2、Al2O3、GaN、SiN或石英玻璃上；或者，通过光刻胶转移，通过丙酮溶解至溶液，用滴定的方式转移至其它任何衬底表面。
5.根据权利要求1所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中制备得到的二维Ga2O3非晶薄膜表面平整干净，无Ga污染残留和聚集，厚度控制在1～20nm，二维Ga2O3非晶薄膜表面尺寸控制在10微米到英寸甚至晶圆级别。
6.一种权利要求1至5之一所述方法制备的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，其特征在于，以二维Ga2O3非晶薄膜为模板，制备系列二维超薄Ga系半导体薄膜材料。
7.根据权利要求6所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，其特征在于，利用CVD管式炉对二维Ga2O3非晶薄膜进行不同条件下的高温气氛处理，将二维Ga2O3非晶薄膜转变为二维Ga2O3、GaN、GaS、GaSe、GaTe、GaP或GaAS的非晶、单晶或多晶半导体材料。
8.根据权利要求7所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，其特征在于，高温气氛处理的温度选择300～1000℃，反应时间为5～600min，反应气氛来源于气体，或者来源于固体前驱体粉末热蒸发。
9.根据权利要求8所述的大面积连续超薄二维Ga2O3非晶薄膜的应用，其特征在于，二维超薄Ga系半导体薄膜材料的厚度控制在1～20nm，晶相结构通过转变温度控制。
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