The PhD defence and trial lecture will be streamed. The chair of the defence will moderate the disputation.
Ex auditorio questions: the chair of the defence will invite the audience physically present in the auditorium to ask ex auditorio questions.
→ Live streaming of trial lecture and disputation
→ Request for thesis copy (available until the disputation starts)
Trial lecture
Time and place: June 19, 2024; 10:15 AM, - Lille Fysiske auditorium (V232) - Fysikkbygningen
Title: “Photoluminescence Investigation of Defects in Oxide Semiconductors”
Main research findings
Gallium oxide is a promising ultra wide band gap semiconductor for applications in power electronics, photodetectors, and as a transparent host material or electrical conductor. Ion implantation is a technique used to tailor the properties of semiconductors. For further technological development of gallium oxide, it is therefore essential to understand how the material is affected by ion implantation. Crystalline materials typically lose their crystal structure after high-dose ion implantation, while gallium oxide instead transforms to a different crystal structure. In this thesis, we investigate the transformation, and show that initially monoclinic gallium oxide transforms to the defective spinel polymorph. The results reveal that the polymorph transformation is independent of the implanted species and is caused by the implantation-induced defect formation, rather than the chemistry of the implanted ions. Further, the transformation can be reversed through heat treatments. The work also reveals that germanium and silicon dioxide nanoparticles can be embedded in gallium oxide with ion implantation followed by annealing. The luminescence from implanted and annealed gallium oxide, including Cr-related luminescence, has been probed with high spatial resolution. These results advance the understanding of polymorph transformations from ion implantation and elucidate several important aspects of ion implantation in gallium oxide
Hovedfunn (Norwegian)
Galliumoksid er en halvleder med ultrabredt båndgap som er lovende for anvendelser innen kraftelektronikk, fotodetektorer, og som et gjennomsiktig vertsmateriale eller som gjennomsiktig elektrisk leder. Ioneimplantasjon er en teknikk som brukes for å skreddersy egenskaper i halvledere. Videre teknologisk utvikling av galliumoksid krever derfor kunnskap om hvordan dette materialet påvirkes av ioneimplantasjon. De fleste krystallinske materialer mister sin krystallstruktur etter høydose ioneimplantasjon. Galliumoksid omformes isteden til en annen krystallstruktur. I denne avhandlingen undersøker vi denne transformasjonen, og viser at monoklin galliumoksid omformes til den defekte spinelpolymorfen etter ioneimplantasjon. Resultatene viser at transformasjonen er uavhengig av hvilke ioner som implanteres. Derfor drives transformasjonen av dannelse av defekter under implantasjon, og ikke av kjemien til de implanterte ionene. Transformasjonen kan reverseres gjennom varmebehandling. Arbeidet viser videre at nanopartikler av germanium eller silisiumdioksid innkapslet i galliumoksid kan fremstilles ved hjelp av ioneimplantasjon fulgt av varmebehandling. Lysemisjon fra implantert og varmebehandlet galliumoksid, inkludert Cr-relatert luminesens, ble målt med høy romlig oppløsning. Disse resultatene bidrar til en dypere forståelse av polymorftransformasjoner i ioneimplanterte materialer, og klargjør flere viktige aspekter av ioneimplantasjon i galliumoksid.
Adjudication Committee
- Professor Mike Scarpulla, University of Utah, USA
- Associate Professor Cuong Ton-That, University of Technology Sydney, Australia
- Professor Joakim Bergli, University of Oslo, Norway
Supervisors
-
Professor Lasse Vines, Department of Physics, University of Oslo, Norway
-
Professor Øystein Prytz, Department of Physics, University of Oslo, Norway
Chair of defence
Professor Andreas Görgen, Department of Physics, University of Oslo, Norway
Candidate contact information
E-mail: snorrekj@gmail.com
Contact information to Department: Line Trosterud Resvold