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Wachstum von Nanodrahten mittels der Metallorganischen Gasphasenepitaxie

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Im Rahmen dieser Dissertation wurde das Wachstum von III/V Nanodrahten mittels MOVPE entwickelt. Dabei wurde unter der Bearbeitung verschiedener Teilbereiche die Grundlage geschaffen, um elektronische und optoelektronische Nanodrahtbauelemente herzu- stellen. Auf dem Weg zu InAs Feldeffekttransistoren mit sehr hohen Beweglichkeiten und Steilheitswerten, sowie nanodrahtbasierten GaAs Leuchtdioden, musste das Wachstum der Nanodrahte bezuglich der strukturellen Eigenschaften, Zusammensetzungen, Erzeugung von Heterostrukturen und Dotierbarkeit untersucht und optimiert werden. Dabei wurde wahrend dieser Arbeit gerade im Bereich zur p-Dotierung von GaAs Nanodrahten ein wesentlicher Beitrag geleistet. Das VLS-Wachstumsmodell, welches als Grundlage dieser Arbeit diente, wurde ausfuhr- lich diskutiert. Außerdem wurden einige Methoden vorgestellt, die zeigen, wie und in welcher Form die Wachstumskeime aufgebracht und auch vorstrukturiert werden konnen. In dieser Arbeit wurden hauptsachlich Gold Nanopartikel verwendet, die vor dem Wachstum aus einer kolloidalen Losung oder aus der Gasphase auf die Probenoberflache deponiert wurden. Eben- falls wurden dunne Goldfilme als Wachstumstemplate verwendet, die aufgrund ihrer Struktu- rierbarkeit wahrend des Aufdampfprozesses außerst interessant sind. GaAs ist das zentrale Materialsystem mit dem die meisten Wachstumsversuche durchge- fuhrt wurden. Hier fanden im Laufe dieser Arbeit detaillierte Untersuchungen bezuglich Wachstumsrate und Strukturform statt. Kristallfehler konnten genau wie uberlagertes Man- telwachstum, was in einigen Bereichen unerwunscht ist, nahezu unterdruckt werden. Die Ab- hangigkeit der Wachstumsrate von Wachstumstemperatur, Partikelgroße und -dichte wurde mit Hilfe von diversen REM-Aufnahmen in weiten Bereichen untersucht. Daruber hinaus ist es gelungen, GaAs Nanodrahte mit Hilfe von Eisenpartikeln zu wachsen, wobei die Ergebnis- se belegen, dass diese Strukturen nicht durch einen VLS-Prozess entstanden sind. Innerhalb des InxGa1-xAs Materialsystems wurden Nanodrahte realisiert, bei denen der In- Gehalt kontrolliert zwischen 0 % und 100 % variiert wurde und somit den gesamten Wellen- langenbereich zwischen InAs und GaAs abgedeckt. Zur Kompositionsbestimmung konnte die hochauflosende Rontgendiffraktometrie fur Nanodrahte erfolgreich adaptiert werden. Die Ergebnisse wurden mittels hochauflosender TEM Charakterisierung inklusiver EDS Analysen bestatigt. Heterostrukturen wurden im Rahmen dieser Arbeit sowohl in axialer als auch in radialer Anordnung realisiert, wobei fur die Umhullungen der gezielte Wechsel vom VLS- zum Schichtwachstum ausgenutzt wurde. Die Grenzflachenscharfe von axialen GaAs/GaP/GaAs Uberstrukturen konnte mit Hilfe von optimierten Wachstumspausen wahrend des Gruppe-V Wechsels bis an die Auflosungsgrenze der verwendeten EDS Messmethode verbessert wer- den. GaAs/InxGa1-xAs/GaAs Heterostrukturen konnten sowohl in axialer als auch radialer Richtung erzeugt werden. Dabei zeigt der axiale Materialwechsel, der ausschließlich durch den VLS-Modus erzeugt wird, keinen abrupten Ubergang, was auf den Speichereffekt der Gruppe-III Elemente innerhalb der Goldpartikel zuruckzufuhren ist. Die radialen Ubergange, die hingegen durch Uberlagerung mit konventionellem Schichtwachstum entstanden sind, zeigen anhand von EDS Messungen scharfe Kern-Mantel GaAs/InGaAs/GaAs Ubergange. Weiter konnten qualitativ hochwertige GaAs Nanodrahte auf Si Substrat gewachsen werden, was anhand intensiver Photolumineszens belegt wurde. Eine bevorzugte Wachstumsrichtung war erst nach optimierter Oberflachenpraparation mittels HF-Atzschritten sowie erhohten Ausheiztemperaturen erkennbar.


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Product Details
  • ISBN-13: 9783869555249
  • Binding: Paperback
  • Language: German
  • Width: 200 mm
  • ISBN-10: 3869555246
  • Height: 210 mm
  • Weight: 8 gr

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