制造半导体纳米线的轴向和径向异质结构通过选择性局部有机气相外延

文摘

砷化镓的制备,InP-based III-V半导体纳米线与轴/径向异质结构通过选择性局部有机气相外延研究进展。纳米线,直径50 - 300纳米,长度为10μ米,一直在增长B或的晶体取向lithography-defined SiO₂面具的开口在一组III-V半导体衬底表面。InGaAs量子阱(QW)在砷化镓/ InGaAs纳米线和砷化镓/砷化镓QW AlGaAs或砷化镓/ GaAsP为轴向异质结构纳米线被捏造研究光致发光光谱从QWs各种厚度。透射电子显微镜结合能量色散x射线能谱法测量被用来分析晶体结构和原子组成的纳米线。砷化镓/ AlGaAs InP /在/输入和砷化镓/ GaAsP核壳结构被发现对径向异质结构有效提高光致发光强度和使一个砷化镓/激光排放量GaAsP纳米线波导。结果表明,核壳结构纳米线的表面钝化和实际应用是必不可少的光电设备。

1。介绍

半导体纳米线的兴趣增长在过去的十年里当Si-integrated电路制造技术进入一个高级阶段的门长度场效应晶体管(FET)降至几十纳米技术的发展。制造纳米结构探索纳米光子学也被关注感兴趣的对于那些一直在追求一个单光子源,可用于光学通信系统,预计将提供高程度的可靠性。蚀刻半导体晶体已广泛应用在传统生产流程制造场效应晶体管和光学设备。然而,消除由晶体表面的腐蚀损伤或污染变得更加困难,因为设备大小减少了。etching-based自上而下的制造方法相比,基于晶体生长的自底向上的方法是制造一个计数器方法在制造纳米结构没有任何关心损失。

瓦格纳和埃利斯报道vapor-liquid-solid (VLS)的增长如果胡须使用非盟作为催化剂[11964年)形成半导体纳米线。自那时以来,各种纳米线组成的Si (2,3)、通用电气(2,3],砷化镓[4),输入(5),在₂O₃(6甘],[7),和氧化锌8)已报告增加了VLS和晶体结构的纳米线进行了分析和应用发光二极管(led) (9),气体传感器(10],压电发电机[11),太阳能电池(12],共振隧穿二极管[13),和场效应晶体管14讨论了。当我们由VLS制造纳米结构,我们并不总是需要光刻。所以一直流行的方法对于那些感兴趣的增长机制,纳米结构物理,和新颖的功能设备。然而,将催化剂纳入生长晶体可能使用VLS法关注的一个问题。盟,纳入Si,形成mid-gap杂质水平和作为载体陷阱,可能会降低设备的性能(15]。因此,如果设备的性能和可靠性,VLS增长过程应该考虑是否调查半导体催化剂的形式载体陷阱水平。

使用self-catalyst VLS形成的纳米线,也就是说,Ga或滴,那就是,被认为是消费作为晶体生长的源泉,已报告的核壳和砷化镓/砷化镓/ AlGaAs InGaAs轴向异质结构在分子束外延16,17]。从薄SiO硅和锗纳米线生长₂层不使用金属催化剂也被报道(18]。方法是基于VLS机制却没有关注污染源于催化剂材料,不消费的增长。

纳米线的形成选择性catalyst-free增长使用口罩和柱状生长模式基于各向异性的晶体结构与纤锌矿型自1990年代末已报告。从VLS这些方法是不同的,不需要任何催化剂,没有污染的担忧。Hamano等人报道砷化镓支柱(纳米线)数组有选择性地在增长B轴向方向上采用金属有机气相外延(MOVPE)砷化镓B(111)衬底与lithography-defined SiO₂面具开口(19]。他们讨论了砷化镓增长率B柱半径的函数和火山灰的气体供应压力₃源。Motohisa等人研究了砷化镓纳米线阵列的直径色散选择性地增加了MOVPE为了制造光子晶体晶格(20.]。吉泽章等人报道GaN nanocolumn增长基地₂O₃(0001)表面在射频radical-source分子束外延(RF-MBE) [21,22]。GaN nanocolumns一样薄50 nm,只要取得了600海里没有使用口罩的模式。增长的方法后来演变成捏造GaN / InGaN nanocolumn阵列生长使用红-绿-蓝lithography-defined面具模式或多色发光二极管中的可见光波长范围(23]。氧化锌纳米棒,薄25 nm,垂直于一个半岛₂O₃(00·1)表面不使用的面具已报告模式在MOVPE公园等。24]。使用这种技术,氧化锌纳米棒垂直的表层形成氮化镓领导已经被证明是提高提取效率,光输出设备(25]。

Paetzelt等人最近报道的选择性局部生长砷化镓和砷化镓(111)在纳米线表面与罪_x模板使用MOVPE [26]。他们认为纳米线的增长速率的依赖性生长条件和纳米线半径/音高。艾娜/砷化镓异质结构也已经成长为研究纳米线的形状和晶体结构如何变化。Sladek等人报道砷化镓和砷化镓AlGaAs纳米线有选择地种植在B(111)衬底与hydrogen-silsesquioxane面具模式通过MOVPE使用N₂载气,以制造导电通道在调节掺杂砷化镓/ AlGaAs异质结构纳米线(27]。他们观察到砷化镓纳米线的横向增长增加了由于减少表面扩散增长的物种在面具Si₂H₆添加到源气体,或由于多晶层生长的面具当砷化镓/ AlGaAs核壳纳米线生长。

我们已经集中在选择性局部组III-V半导体纳米线阵列的生长通过MOVPE在过去的几年中。砷化镓/ InGaAs轴向(垂直)异质结构28),砷化镓/ AlGaAs径向(横向)29日和轴向异质结构30.由输入(),一个在量子管夹31日],砷化镓/ GaAsP径向轴向异质结构(32,33)捏造描述晶体结构,原子组成资料,光致发光特性与量子尺寸效应。激光排放最近一直在砷化镓/ GaAsP核壳纳米线在脉冲光激励下(32]。我们回顾研究制造轴向和径向异质结构通过选择性局部MOVPE (SA-MOVPE)和讨论他们的生长特性和光学特性。

2。纳米线生长和表征的方法

有一个生长纳米线在图的过程的示意图1。一个SiO₂层厚度为20 - 30海里,这是作为一个面具在SA-MOVPE,沉积在砷化镓B(111)衬底的等离子体溅射或化学气相沉积。数组的面具开口SiO捏造₂层由电子束(EB)光刻和SiO湿化学腐蚀₂通过EB抗拒模式。开口的直径范围从20到1000海里,距是改变在300到3000纳米之间。面具开放100×100 -数组是捏造的μm正方形区域,以100 -分离μ通过消除SiO m隔离距离₂从相邻的方格区域有相同的大小。开放的形状在EB光刻技术设计为六角形,但它是圆形到圆形湿化学腐蚀后的模式规模小于100纳米。源材料用于MOVPE trimethylgallium (TMG),三甲基铝(TMA), trimethylindium(剧情)、胂(灰₃在H: 5或20%₂),tertiarybutylphosphine(真沸点)。硅烷(硅₄在H: 50 ppm₂)是用作n型掺杂剂,diethylzinc(丢)用作为设备类型掺杂剂结构。源气体由钯扩散H₂,流量控制的质量流量控制器。总压强在生长室(SiO水平₂管)保持在0.1 atm通过调整真空抽水系统的废气流室。腔内的气体流动和总压强是预先编程和自动MOVPE期间由一台计算机。MOVPE的衬底是放置在一层薄薄的SiO₂板室。石墨块SiO之下₂板由射频感应加热,和石墨块的温度监控热电偶,其输出是输入RF-induction控制器。异质结构纳米线的生长温度采用控制600至850°C。例如,当一个轴向异质结砷化镓/ GaAsP生长,温度优化到750°C,同时,径向异质结砷化镓/ GaAsP,温度为750°C为GaAsP砷化镓和650°C。第三组的压力比源气体组V源气体(V / III比率)也与控制增长的温度随时间而变化的。

生长的纳米线是由扫描电子显微镜(SEM)观察其形状特征,发展方向,长度和直径。一些纳米线被进一步研究通过透射电子显微镜(TEM)和能量色散x射线能谱(EDX)分析其晶体结构和原子组成。光致发光(PL)测量分析纳米线的光学性质。氦氖激光在CW操作(波长:632.8海里)作为激励源,激光是集中到2μ米直径×50显微镜的目标。我们可以测量PL从一个纳米线或包根据场上,比2变宽或变窄μm。纳米线样品的PL是引导到一个单色仪(阿克顿sp - 2300我;波长分辨率0.1或0.4海里),发现电荷耦合装置(CCD)相机,也用于监控样品表面的图像。

3所示。异质结构在轴向方向增长

3.1。砷化镓/ InGaAs垂直与InGaAs量子阱结构28]

纳米线的结构(nanopillars)与一个InGaAs /砷化镓量子井(QW)的增长B方向在砷化镓(111)衬底表面(称为样本我)示意图如图2(a)。底部和顶部的生长温度砷化镓屏障层是750°C,其增长时间20分钟和5分钟的底部,和灰的分压₃是atm和atm TMG。的生长温度和生长时间InGaAs层是600°C和1分钟,和灰的分压₃、TMG和与电影剧情,,自动取款机。在这些条件下,铟的内容InGaAs外延层生长在砷化镓(100)衬底和砷化镓B(111)衬底被测量是前者为14.0%,后者为5.5%,这可以归因于少Ga B原子结合在砷化镓(111)衬底表面的原子(三)终止,更稳定的低增长的温度,或在高压力(34- - - - - -36]。我们推测三阻碍Ga公司到砷化镓B(111)表面,这就是为什么有不同铟的内容InGaAs层上生长砷化镓(100)和砷化镓基板(111)B。InGaAs后层被种植,砷化镓层生长在600°C下2分钟供气条件一样的底部和顶部砷化镓屏障层,在750°C。

与单个InGaAs nanopillars在砷化镓/砷化镓QW捏造(111)B表面SEM(图的特征2(b))。我们可以看到nanopillars六角和顶部和侧面的表面非常光滑,这表明六(1 - 10)方面,最高(111)B方面已经形成。标准差在nanopillars的直径大约是8%,和标准差的高度约为5%。与平面(层)增长(厚度约45海里),nanopillars是(图高一个数量级2(d))。这表明nanopillar图案衬底上生长速率大大提高,这可以归因于增长物种的迁移包含Ga原子和原子从蒙面暴露的地区。nanopillar增长率决定在第一个近似。我们首先考虑收集区域的半径的比率增长的物种(面具表面)扩散长度。接下来我们蒙面的充填率计算模式。物种的扩散长度增长掩盖了地区被认为是在1μm和超过nanopillars调查的音高。蒙面的充填率模式是由,在那里和分别是nanopillar直径和螺距,这是常数(0.09)在我们的各种样品和。因此,nanopillar增长率预计将或多或少独立于球场。然而,这是不符合我们的实验结果,在nanopillar增长率是那些小螺距较大。这种奇特的依赖似乎密切相关的意想不到的依赖增强增长率在球场SA-MOVPE砷化镓纳米线的增长,曾被报道(37]。观察的解释可以归因于侧壁方面的贡献。只有增长物种蒙面区域迁移到暴露区域,导致经济增长的初始阶段。增长率在这个阶段应该为所有nanopillars几乎相同与不同的直径。nanopillars形成后,六(1)方面出现了,开始吸收生长的物种,也迁移到顶部(111)B面,从而导致nanopillars的增长。我们认为更多的增长物种吸收六(11- - - - - -0)方面随着nanopillar直径减少,也就是说,nanopillars的高度增加与减少直径尽管初始充灌率在蒙面的模式是一样的。

调查是否InGaAs层已经在顶部(111)或六(11 B方面- - - - - -0)方面,只有一个InGaAs层生长在最初的砷化镓nanopillars(称为样本2)(图2(一)成立了。生长条件的底部两层相同样本我除了InGaAs层的生长时间是长时间从1到5分钟。通过比较图2与图(b)2(c),我们可以看到,样品我已经几乎相同的直径样本二世,虽然样本二是略高于样本。同样的现象也存在了nanopillars与其他直径(图2(d)),这表明InGaAs层主要生长在顶部(111)的增长率大于B方面对砷化镓层。例如,在砷化镓增长率B大约45 nm /分钟,InGaAs约为80 nm /分钟nanopillar直径130纳米的绘制在图2(d)。

micro-PL (μpl)光谱样品我是测量在室温下(RT)和77 K。氦氖激光器的激发光束(波长:632.8海里)集中的地方是2μ米直径×50显微镜物镜和到样品放置在低温恒温器。图3一个衬底与纳米线的示意图兴奋了聚焦激光束在PL测量。通过相同的显微镜物镜收集的PL检测液体nitrogen-cooled CCD。在RT(图4(一)),峰值约位于870 nm源于砷化镓的带边发射阻挡层,而另一高峰位于长波长一边来源于第一个电子重空穴激子的InGaAs /砷化镓QW的重组。峰值的位置转移到更长的波长与nanopillars的直径(称为红移)。红移的峰值位置也可以观察到77 K(图4 (b))。我们随机测量了μpl在20个不同的点在相同的模式和绘制峰值位置依赖直径图6减少可能的直径和高度波动的影响讨论红移的起源。峰值的位置第一次很快转向更长的波长nanopillars的直径的增加,然后转移放缓。我们可以推测,nanopillars将方法的峰值位置带边沿排放(RT 1018 nm和972 nm 77 K)的_0.14遗传算法_0.86在砷化镓外延层生长(111)衬底在相同条件下是否他们的直径变得足够大。应该注意,峰值位置的转变带边沿发射的砷化镓阻挡层是5 nm RT和3 nm 77 K时的直径nanopillars从369减少到133纳米,这表明径向的量子限制效应可以忽略不计,因此并不占观察到的大的红移。以来的高度nanopillars直径增加而减少,我们可以自然地推断出InGaAs井层的厚度也相应增长。因此,轴向方向的量子限制效应诱发的转变峰的位置向光波波长越长,而不是与nanopillars的高度的增加。我们认为这红移可能是由于nanopillars铟化学计量学不同的内容不同的直径。

证实了我们的猜测,我们测量了μpl的样本二世在五个不同的点在相同的模式(数据5(一个)和5 (b))和绘制峰值位置依赖直径图6。InGaAs层的厚度估计约为100纳米或更nanopillars各种直径,因此可以近似认为是散装材料。铟含量决心通过拟合实验数据Varshni公式(38),这在一定程度上证实了能量分散x射线(EDX)频谱(大约9%)。我们可以清楚地看到,铟含量增加而增加的直径nanopillars(图6(c))。铟的内容应该是一样的因为InGaAs层主要生长在顶部(111)B面,如果增长的比例物种包含Ga增长物种包含原子原子是相同的平面生长和生长砷化镓nanopillars的顶部。因此,不同的铟含量nanopillars直径不同,是由于不同的扩散系数增长物种包含原子和增长之间的物种包含Ga原子六(11- - - - - -(0)方面39- - - - - -41]。增长物种包含Ga原子六(1 - 10)方面有较大的扩散系数比增长物种包含在我们的增长条件下原子。从InGaAs层峰位置之间的差异在样本二世和我反映了量子限制效应。自InGaAs层的厚度增加而降低nanopillars的直径,减少相应的量子限制效应。峰值位置的波动增强在较低的温度下,特别是对于样品我,这可能是由于波动的铟nanopillars中的内容和与之关联的电子空穴对的本地化。半宽度(应用(大约20兆电子伏在77 K)的样本我比一般InGaAs /砷化镓QW [42]。给出了主要原因。自激点约为2μ米直径,功率密度暴露到样本估计为1千瓦/厘米²同时,超过十nanopillars很兴奋。在这种高功率激发条件下,一些光学重组发生在和PL谱是扩大42]。由于直径和高度波动的nanopillars InGaAs井层的厚度在nanopillars直径不同,略有波动,也增强了应用示例。另一个可能的原因是这个大的半最大值宽度的波动层厚度在InGaAs /砷化镓QW的接口。

更的PL光谱定量分析压电效应由于晶格不匹配(紧张)层结构报道(43),InGaAs QW厚度沿约为11.2 nm。

3.2。砷化镓/ AlGaAs垂直结构与砷化镓量子井(30.]

垂直AlGaAs /砷化镓异质结构NWs NW发光设备制造有吸引力的波长850纳米。我们可以忽略晶格失配的影响AlGaAs /砷化镓异质结砷化镓和AlGaAs之间的带隙能量的变化与砷化镓/砷化镓QW而InGaAs或砷化镓/ InGaP lattice-mismatched连接。因此,我们可以控制砷化镓QW的发射波长通过改变QW的大小在轴向/横向方向。迄今为止,报告的数量AlGaAs与砷化镓/砷化镓异质结构NWs QW包含沿着轴向方向是有限的(44- - - - - -47),主要是因为难以控制AlGaAs的大小和形状。我们还需要控制和优化生长条件制造QW或量子点(QD)沿轴向NW方向埋。

NW样本的形成与砷化镓砷化镓QW埋在AlGaAs开始核心增长,其次是增长的序列AlGaAs壳,砷化镓QW、AlGaAs壳和砷化镓盖层。生长温度为750°C的砷化镓核心和QW层,和生长时间5分钟为核心,从3改为QWs 8秒,分别。灰的分压₃是atm和atm TMG。AlGaAs外壳的最佳生长条件选择从初步实验中通过改变温度增长800至850°C和火山灰的分压₃之间的和自动取款机,TMG之间和自动取款机,TMA之间和自动取款机。的最适生长温度和生长时间AlGaAs壳层是800°C和2.5分钟,在火山灰的分压₃、TMG和TMA对应,,自动取款机。在砷化镓QW层生长,AlGaAs层生长在750°C下20秒的气源压力与那些AlGaAs壳质层生长,生长温度改变之前从750年到800°C和生长时间为2.5分钟。

确认是否砷化镓QW层已经在(111)B面或六(110−)AlGaAs壳方面的副作用,砷化镓/砷化镓层生长后AlGaAs核壳NW已经形成。数据7(一)7(c)是砷化镓NWs的SEM照片,砷化镓/ AlGaAs核壳NWs(核壳NWs)和砷化镓/ AlGaAs /砷化镓异质结构NWs(异质结构NWs)。图7(d)显示了高度和直径之间的关系NWs数据对应于三个增长步骤7(一)7(c)的高度和直径NWs期间增长步骤从砷化镓NW到核壳西北。比较的异质结构的核壳NW NW,高了异质结构NW比核壳NW平均300海里,但直径增加了大约10纳米,这表明砷化镓层增长居多的顶部表面的砷化镓/ AlGaAs核壳西北。我们认为一旦一个非常薄的砷化镓层沉积在了AlGaAs(110−)方面的副作用,砷化镓薄层掩盖了活跃唉表面和Ga原子表面扩散长度的增加的砷化镓NW增长,相比与AlGaAs NW增长在前一节中讨论。数据7(e)7(h)证明核壳结构有效地降低了西北直径而AlGaAs没有砷化镓/砷化镓NW结构增长核心。我们可以看到在SEM图像数据7(g)和7(h),我们减少砷化镓层顶部的直径,约190海里,至150纳米。我们可以估计砷化镓层沉积的厚度方面方面的砷化镓/ AlGaAs核壳NW从这些结果小于0.3 nm时,砷化镓QW一样瘦10 - 20 nm AlGaAs上生长。

图8(一个)SEM图像显示与砷化镓异质结构NWs QW埋在AlGaAs贝壳和一个横截面结构示意图(左边)。NWs的高度约为1.2μ米,直径180 - 260海里。砷化镓QW的直径是假定为140纳米的结构,从西北的变化估计直径生长台阶的异质结构的核壳NW NW,所示的SEM图像和NW直径的情节人物7(b),7(c)和7(d)。我们认为分散核壳直径的NW(约纳米()应该投射到砷化镓QW的。AlGaAs外壳设计的直径约为180 nm (在砷化镓QW部分目标价值)。图8 (b)显示了异质结构的直径分布NWs图8(一个)。我们发现直径的标准偏差NWs约29海里,直径的均匀性计算使用的比例(:平均直径)为14%。明显的不对称的直方图NW直径图8 (b)可能是特定于砷化镓/ AlGaAs包含砷化镓异质结构NWs QW。当我们成长AlGaAs NWs在800°C,直径表示对称分布的直方图21 nm。Motohisa et al。20.)报道,砷化镓NWs直径的直方图表示对称分布= 7 - 9海里,但对称度略邻近效应的影响电子束光刻SiO距₂面具开口从0.6降低到0.4μm。标准偏差()的NW直径AlGaAs NWs或者与砷化镓砷化镓/ AlGaAs异质结构NWs QW约2 - 4倍,砷化镓所在地。我们认为直径增加色散可能归因于AlGaAs增长。

我们测量了μpl的异质结构NWs在4.2 K。氦氖激光器(波长:海里)被用在这个实验作为激励源最大励磁功率密度约为1千瓦/厘米²并集中到2 -μ样品表面的直径。图9显示了三种类型的PL光谱与砷化镓异质结构NWs QW增长增长乘以3,5,8秒。砷化镓的PL光谱NWs也被策划作为参考。NWs绘制在图的音高9是1μm。所以NWs兴奋的激光束的数量是3 - 5。三种类型的异质结构的PL光谱NWs表现出强劲的发射峰附近1.5 eV的光子能量,这可能源于acceptor-related复合碳排放。砷化镓NWs的PL谱也显示一个主峰1.49 - -1.50 eV附近,这是大约20兆电子伏低于第二个主要峰值1.515 eV,对应于结构(带边沿)复合排放。我们可以看到一个弱峰在1.546 eV与砷化镓异质结构NW QW增长8秒。峰值能量转移到1.560 eV示例,砷化镓QW生长在3秒。Noborisaka et al。29日)报道,砷化镓NWs的PL强度是一个数量级低于砷化镓/ AlGaAs核壳NWs。我们的结果正好和他们的测量,我们证实了AlGaAs壳做钝化网站核心NW砷化镓。砷化镓QW的PL强度是一个数量级低于acceptor-related排放如图9。我们相信这是由两个因素造成的。第一,砷化镓QW的体积砷化镓的核心。第二个因素是艾尔的组成AlGaAs NW用PL测量(这里没有显示)约为0.11,这是大致相等的外壳使用谱测量。砷化镓QW能源能带之间的差异和AlGaAs壳因此估计低至0.11 eV,这并不足以限制光激的运营商在砷化镓QW的传导带,而砷化镓QW夹,唉障碍(48,49]。相对广泛的砷化镓QWs的光谱特性,相比与acceptor-related排放峰值1.50 eV,可能源于分散在砷化镓QW厚度。我们认为这是由于分散在西北的高度(图8(一个))。

我们测量PL对三个不同地区样本表面为每个生长砷化镓QW的时间。图10(一)情节砷化镓QW宽度(厚度沿方向)估计的PL峰能量与砷化镓NW增长率的计算方向。图的插图10(一个)显示的暗场扫描TEM (STEM)图像最高地区与砷化镓异质结构NW QW增长时间5秒。使用EDX Al组成的深度剖面测量是绘制在左边的形象图10(a)。Al构成概要显示不同的高峰值高于或低于砷化镓QW。这可以归因于不同生长温度AlGaAs壳,但原因还不清楚。数据10(b)和10(c)显示干细胞具有亮形象和异质结构的透射电子衍射图样NW,相对应的分析部分是一段从砷化镓QW西北最大的地区。有一个高分辨率透射电镜图像的中心部分西北在图10(d)。有一个暗视野干细胞图像如图10(e)对应于图的上半部分10(一个)。我们发现与砷化镓异质结构NW QW堆积层错垂直于的方向,这是分布式的用一个频率从几纳米到20海里,可以看到图10(b),晶体结构被发现与旋转双胞胎在闪锌矿轴(图10(c))。堆积层错起源于转动双胞胎,这证实了点阵图像的对齐方式的变化,和上箭头所示位置高分辨率透射电镜拍摄NW在图的顶部表面10(d),在图10(e)、砷化镓QW的位置和AlGaAs壁垒被破碎的带箭头的线,表示对应区域的茎上的光明与黑暗的对比图像除了罚款的堆积层错造成的。我们发现一些堆积层错分布在茎的砷化镓QW区域图像数据10(b)和10(e)。我们认为堆积层错发达一些层增长的阶段B的方向。但目前尚不清楚他们是否从砷化镓核心传播AlGaAs壳。

我们使用公式之间的光学跃迁能级的电子和空穴经PL QW宽度测量,给出低于[49,50]: 和量子化的能级E电子或空穴的有效质量米是由 在哪里(:普朗克常数),是光的角频率,砷化镓能带。在这里,是一个正整数,是最低的能级电子的传导带,是最低的能级在价带的洞,然后呢是砷化镓QW的宽度沿轴向西北方向。电子的有效质量和重型孔用于拟合和(49,50]。严格对待的PL峰能源分析砷化镓QWs,我们需要考虑AlGaAs有限能源的障碍,但是我们认为是无限的能量势垒高度和量子限制只有在方向,忽略横向限制垂直方向为简单起见。我们发现这个简单的近似可以给出一些差异QW厚度(图10(a))。艾尔的深度剖面组合图的插图所示10(一)表明,砷化镓QW的厚度5 - 20 nm形成约150纳米异质结构的顶面西北。砷化镓的位置/ AlGaAs异质结界面看起来扩散(显示模糊海里)的暗场干细胞图像如图10(e),但是我们可以估计的砷化镓QW的厚度大约30海里,这是更广泛的比获得的谱。我们找不到砷化镓/ AlGaAs核壳界面沿横向的砷化镓QW暗场茎的形象,因为我们几乎看不到任何光明与黑暗的对比外侧。Tambe et al。51]讨论了异质结界面的结构作为核壳NW与暗场图像获得的干细胞。他们使用了一种成分为样例,他们获得高对比度的接口。我们认为砷化镓QW厚度测量的差异由EDX和茎的图像是由低铝含量AlGaAs障碍而Tambe等人报道。使用EDX砷化镓QW厚度测量是在公平的协议在一定程度上与PL光谱估计或QW的砷化镓NW增长率增长5秒的时间。PL测量获得的结果结合TEM / EDX分析表明成功制造砷化镓QW使用SA-MOVPE。

图11显示了与砷化镓异质结构所在地的PL光谱QW种植不同的NW球从0.5到3.0μ砷化镓QW m。增长的时间是5秒。我们发现一个广泛的弱峰的砷化镓在50 - 70伏能源端QW 1.5 eV,附近的一个强大的发射峰对应于acceptor-related复合排放。广泛的弱峰的位置转移到一个更高的能量区域从1.548到1.567 eV,西北距从0.5增加到3.0μm。我们发现PL强度减弱,西北距改变了从0.5到3所示μ米。这是由于减少数量的NWs兴奋的激光光束随着间距的增加。插图的图在图的右上角11表明,砷化镓QW PL峰的宽度估计能源作为西北距的增加而减少。这意味着的砷化镓增长率B方向上减少AlGaAs随着西北距的增加,这是增长的依赖性的进一步证据的砷化镓NWs NW节讨论Noborisaka et al。34]。砷化镓QW的广泛分布厚度沿方向可能导致广泛的PL峰的砷化镓QW相比相对急剧acceptor-related发射峰的砷化镓核心。我们发现有一个西北的分布高度,可以看到从图的扫描电镜图像8(一个)。西北高度的变化意味着砷化镓QW厚度分布埋在里面,这意味着PL光谱展宽。

3.3。砷化镓/ GaAsP垂直结构与砷化镓量子井(33]

另一个材料我们作为阻挡层时编造一个垂直与砷化镓异质结构QW GaAsP,应该不受氧化而影响材料包含像AlGaAs艾尔。一些报告已经出版GaAsP NW增长(52- - - - - -55),但是,我们所知,只有一个32)已经发表在这样增长使用catalyst-free方法。这里我们先GaAsP NW增长然后讨论砷化镓/ GaAsP异质结构制造。

源材料TMG, tertiarybutylphosphine (C₄H₉PH值)₂:真沸点),和灰₃在氢(20%)。的生长温度GaAsP NWs介于750和775°C之间,和生长时间是20分钟。TMG的分压来自动取款机,那些真沸点来自来自动取款机,灰₃来自来自动取款机。(真沸点+灰烬₃)/ (TMG)比值(V / III比率)从20到185。GaAsP所在地的最佳生长条件是选择从初步实验GaAsP NW增长。的最适生长温度和生长时间GaAsP NWs 750°C和5分钟,在TMG的分压,真沸点和灰₃是,分别自动取款机。V / III比率为20。

图12SEM照片显示GaAsP NWs增长20 V / III的比率。我们可以看到,NWs六角和三角结构和晶体方面,标明的形成(110−)等效侧方面和最高(111)方面。西北直径相当分散与砷化镓NWs相比,我们可以看到在图12。这可能是由于,包含NW增长,但原因尚不清楚。

图13显示了PL谱GaAsP NWs在20 V / III比率增长。砷化镓衬底的PL光谱也被绘制的蓝线作为参考。NWs兴奋的激光束的数量大约是3 - 5个音高的示例1μm。的PL光谱GaAsP NWs有着强大的发射峰的光子能量1.80 eV,这显然是不同于砷化镓衬底的主峰。半宽度(应用PL光谱的NWs 18岁兆电子伏。PL峰能源和应用并没有改变,当我们改变了激光激发样品表面的位置。这表明GaAsP NWs与同等NW种植区域内的原子组合形成。应用值GaAsP NWs那样狭窄的InGaAs NWs [35]。我们估计实PL峰能量,原子含量25%,砷化镓_0.75P_0.25(单晶砷化镓_{1 -x} 层之间有一个直接的能带隙固体时,价带和导带原子的内容是小于0.4456])。

在这里,我们将解释的制造过程砷化镓QW埋在异质结构NW和PL分析它受到。形成砷化镓QW的GaAsP NW和限制运营商QW规整、均匀的六角形柱结构减少直径应形成。然而,生长砷化镓QW直接到GaAsP NWs是一个重大的挑战,因为横向GaAsP增长仍然创建问题形成一个西北的减少直径小于100纳米和良好的一致性在形状NW数组。为了解决这个问题,我们选择的方法种植砷化镓NW(高度:约500海里,直径:约60海里)在我们成长第一GaAsP NW壳,然后在上面生长砷化镓QW第一GaAsP NW壳,这是类似于日益增长的过程与砷化镓砷化镓/ AlGaAs垂直异质结构QW [30.]。我们使用单一增长750°C III和V /温度比20形成异质结构的基于最优生长条件GaAsP NWs。

数据14(一)和14(b)显示的扫描电镜图像与砷化镓异质结构NWs QW埋在GaAsP和横截面结构示意图(图的右边14(b))。模式音高和我们设计的掩模窗孔直径是3μm和60 nm。西北的高度和直径大约630 nm和80 nm。砷化镓QW直径是假定为70纳米的结构,这是估计的直径变化从砷化镓(增长时间:分钟)/ GaAsP (分钟)单异质NWs砷化镓(分钟)/ GaAsP (分钟)/砷化镓(双异质NWs min)。通过对比异质结构NW(图14与GaAsP NW(图)12),我们可以看到,直径均匀性大大改善了介绍砷化镓NW增长之前异质结构增长。

我们测量了μpl的异质结构NW与砷化镓/砷化镓QW埋GaAsP NWs。数据(15日)和15 (b)显示的PL光谱与砷化镓异质结构NWs QW种植与不同生长时期(、3.0和4.5秒)和不同的NW球(0.5、1.0和3.0μ米)。砷化镓/ GaAsP异质结构的PL光谱NW(单异质结NW没有QW)已被绘制在图(15日)作为参考。西北音高是3μ米,一个西北很兴奋的激光光谱图(15日)。四种类型的所在地的PL光谱图(15日)和三种类型的NWs图15 (b)有强大的发射峰值附近1.5 eV的光子能量,这可能源于acceptor-related复合碳排放在砷化镓57]。砷化镓带边沿的简短而清晰的峰值(结构重组)排放可以确认1.515 eV,略高的能源方面的砷化镓的acceptor-related发射峰。砷化镓带边沿排放峰值的1.515 eV没有观察到砷化镓/ AlGaAs异质结构NWs在前一节中讨论。我们认为这是一个明确的区别砷化镓/ GaAsP NWs砷化镓/ AlGaAs,其质量可能受到铝氧化的影响。单异质结的PL光谱西北也表明主峰1.8电动汽车,这是几乎一样的GaAsP NWs音高的1μm(图13)。这表明原子的内容GaAsP壳是独立的。之间我们可以看到明显的发射峰值1.60和1.62 eV的异质结构与砷化镓QW NWs,更高的能源方面的acceptor-related排放和低能量一边GaAsP NW峰值的1.8 eV。砷化镓QW发射峰的能量是增加随着时间增长QW减少(图(15日))或西北距增加(图15 (b))。砷化镓QW厚度沿方向估计使用PL峰能源数据(15日)和15 (b)和近似在前一节中(1)和(2)5.7 - -6.0 nm,大致相当于那些夹在AlGaAs增长。NWs兴奋的激光束的数量大约是10 - 12样品的间距为0.5μm和示例的球场约3 - 5 1μm。我们估计的NWs数量越大,色散越大QW厚度。这就是为什么应用PL峰的QW从10增加到20兆电子伏的音调从3.0下降到0.5μ米,可以估计的PL光谱形状图15 (b)。相比的相对PL强度QW acceptor-related排放峰值为1.5 eV的砷化镓/ GaAsP结构(数据(15日)和15 (b))是一个数量级大于砷化镓/ AlGaAs结构(数据9和11)。此外,应用PL峰的QWs埋在GaAsP较小,30 - 50%,比埋在AlGaAs(数字9和11)。这表明我们可以获得更好的质量在砷化镓/砷化镓QWs GaAsP NWs比砷化镓/ AlGaAs所在地。

我们进行了测量与TEM / EDX调查GaAsP屏障内的原子内容在砷化镓QW埋层。数据16(一)16(c)显示暗场茎(DF-STEM)图像和概要文件的原子Ga含量,测量,和P和方向。的DF-STEM形象西北部分如图16(b),核心砷化镓和砷化镓QW被确定为明亮的部分而相对黑暗GaAsP部分。应该注意到,堆积层错(旋转的双胞胎轴)包含在西北出现在茎段与光明与黑暗的对比图片。Ga原子内容概要,以及P被EDX扫描整个QW地区(沿方向)和砷化镓的NW主干核心策划的右边图像如图16(b)。资料表明QW、soi硅厚,位于70 nm低于西北,从砷化镓核心分离37海里,被埋在砷化镓_0.80P_0.20。砷化镓QW厚度测量的谱剖面大致等于计算的砷化镓增长率沿方向,从PL峰获得能量。我们发现,砷化镓核心NW不是GaAsP层封顶的谱的分辨率极限内的原子内容概要文件在树干的下半部分如图16(c)。

4所示。在径向异质结构增长

径向(核壳)异质结构纳米线使界面状态的钝化,从而提高半导体器件的整体性能,从这些结果。Core-multishell纳米线形成的顺序组成沿径向方向的调制提供了不同的能力使产品描述被纳入单独的纳米线。

4.1。砷化镓/ AlGaAs核壳结构(29日]

核壳的形成异质结构采用横向AlGaAs增长显示了纳米线的光致发光强度的增加。我们生长砷化镓和连续AlGaAs核壳异质结构。TMG的分压对砷化镓atm和灰₃是自动取款机。部分压力的增长AlGaAs壳牌第三总集团的前身和灰烬₃砷化镓增长一样。砷化镓的生长温度为750°C, AlGaAs 850°C。完美的选择性外延砷化镓和AlGaAs是在这些条件下实现。砷化镓的生长时间是20分钟,AlGaAs从10到40分钟。图(17日)是砷化镓纳米线的扫描电镜图像AlGaAs增长之前。一个周期阵列间距的1μ的独立的砷化镓纳米线的高度3μ成立于面具开口。纳米线的横截面是六角胎侧和明确的,我们可以看到从插图。他们的直径从50到100海里。大小不均匀性在他们的起源主要来自不规则掩模窗孔的大小。图17 (b)显示了SEM图像AlGaAs增长对砷化镓纳米线。AlGaAs的生长时间是10分钟。虽然他们保持他们的六角形状,我们发现纳米线成为高(5μ米)厚(200 - 300 nm)。

图17 (c)砷化镓的顶视图SEM图像/ AlGaAs核壳纳米线后两步蚀刻过程;具体来说,各向异性干蚀刻优惠湿蚀刻在核壳纳米线紧随其后。我们使用反应离子束蚀刻与CH干蚀刻₄H₂基于“增大化现实”技术,N₂30分钟,用NH的混合物₄哦和H₂O₂湿式蚀刻。我们可以清楚地分辨砷化镓核心部分的直径100纳米AlGaAs壳外径200 nm从图17 (c)。这里,AlGaAs壳后纳米管腐蚀过程。数据(17日)来17 (c)也表明AlGaAs横向生长砷化镓纳米线的侧壁以及他们的上衣。

证实了横向生长纳米线直径的依赖AlGaAs增长时间如图18。从这些结果,我们的结论是独立的砷化镓/ AlGaAs核壳纳米线通过使用SA-MOVPE已经形成。在数据(17日)- - - - - -17 (c),AlGaAs壳的厚度是75 - 100纳米,纳米线的顶部是用2 -封顶μ米长的AlGaAs。如果我们减去的长度上限AlGaAs顶部,核壳纳米线的一部分的比例大约是10。曾被报道(37),砷化镓六角形纳米线的侧壁(110)面表面,垂直的平面(111)。胎侧的外观这些方面是因为他们的增长率低于B (111)。此外,我们发现直径纳米线等于掩模窗孔的直径(37]。这意味着经济增长对胎侧(110)是可以忽略的砷化镓在目前的条件下生长。增长,另一方面,发生在侧壁表面横向AlGaAs以及顶部表面。安藤等人报道加强横向增长AlGaAs胎侧(110)的选择性生长砷化镓线结构(111)B在不同条件下(58]。增强的横向生长在AlGaAs侧壁(110)方面可以解释为一个更强的键和铝原子迁移长度更短(110)表面。

获得的结果在图18,我们做了一个实验在生长砷化镓纳米线使用较大的面具开口和音高的影响降到最低不规则面具开口尺寸比用于生长纳米线如图(17日)和17 (b)。砷化镓纳米线的直径我们获得在这个实验中是270海里,及其典型大小波动的几个百分比(20.]。我们发现AlGaAs横向非线性增长,依赖面具的空缺。此外,正如前面提到的,横向的数量增长了10分钟时间估计为75 - 100纳米的纳米线= 50 - 80纳米,而它在图中给出的结果是微不足道的18。这些发现意味着外侧AlGaAs增长率是非常依赖于纳米线的大小和安排。还需要进一步的研究来阐明生长过程的细节。

接下来,我们进行了μpl砷化镓和砷化镓/ AlGaAs纳米线阵列的测量在290 K。一个氦氖激光用于激发在这个实验中,励磁强度是60μW(功率密度约为1千瓦/厘米²)。图19显示了μpl光谱的砷化镓和核壳纳米线。的平均直径纳米线对砷化镓80纳米和300纳米核壳,和数组的间距是0.4μm。半绝缘性的PL光谱(S.I.)砷化镓衬底也被绘制供参考。我们可以看到一些差异在两种类型的纳米线和参考。首先,核壳纳米线的PL强度明显强于光秃秃的砷化镓纳米线约20倍,几乎等于S.I.的砷化镓衬底。疲软的排放从砷化镓纳米线可以解释非辐射的光激的运营商的重组air-exposed砷化镓侧壁表面有高密度的表面状态。PL强度在核壳结构的恢复也可以解释为周围AlGaAs屏障,防止光激的运营商在砷化镓表面的耦合状态(59,60]。这些结果与我们之前的报告一致砷化镓/ AlGaAs纳米线(20.),并提供线索获得高质量和光学活性的纳米线。第二,当我们比较的PL光谱与砷化镓/砷化镓纳米线AlGaAs核壳纳米线和S.I.砷化镓衬底,我们将排放1.45 eV两纳米线在砷化镓和我们发现的带边沿排放排放表示蓝移30兆电子伏的发射S.I.砷化镓衬底。圆形纳米线包围的无限高势垒,极化子量子化能量与横向限制是由,在那里有效质量和吗是第一个零的零阶贝塞尔函数。砷化镓的核心80海里,预期的蓝移是只有2.5兆电子伏,远小于30兆电子伏。转移的可能的起源可能是压力(61年)或其他机制。需要更多的仔细研究,阐明的起源在纳米线PL峰的蓝移。第三,砷化镓的广泛功能在高能端相比,核壳纳米线,当我们观察的PL光谱两种类型的纳米线。我们认为这是一个从AlGaAs壳及其光谱展宽发射显示广泛的分布在各成分。估计铝含量的高能肩膀光谱显示,它是分布式大约从4%提高到16%,而PL和x射线衍射测量AlGaAs种植在平面(111)B表示铝含量为12%。倾向于较少的起源Al被纳入纳米线可能是由于迁移长度之间的差异在SA-MOVPE Ga和艾尔。此外,正如我们之前报道37),因为砷化镓的增长率取决于纳米线直径,有一个概率增长和Al AlGaAs掺入率将会改变随着直径的增加,由于横向发展。这可能会导致不均匀的铝含量纳米线。此外,铝的成分AlGaAs侧壁和顶部的表面可能不同。

4.2。输入/在/ InP Core-Multishell结构和在量子管(31日]

我们调查的制造创新core-multishell纳米线设计中嵌入一个紧张的径向量子阱(QW)更高的带隙纳米线。输入/ ina材料系统的晶格失配3.2%被选为目前的工作。输入/ InAs-strained QWs长波长光电应用潜力巨大,因为他们的灵活性使定制的电子能带结构使用量子约束的联合效应和应变。有一个拟议中的core-multishell纳米线在图的示意图20(一个)。层结构由一个内部InP核心和ina并输入内部和外部壳,可使芯和外层InP壳作为屏障层,而在壳牌是紧张QW层。自活跃层,InAs-strained QW、空心圆柱管的形式,这种纳米结构可以被认为是一个量子纳米管和可能会表现出特殊的性质,因为它是一个二维(2 d)封闭系统与三维(3 d)内圆柱对称一维(1 d)纳米线结构。这是极具挑战性的材料制造出晶格不匹配与core-multishell异质结构纳米线,因为一些复杂的需求。尽管晶格不匹配,在2 d逐层增长应该基本上发生在可使纳米线的核心,也是优先沿横向方向。此外,核心和最外层是由相同的材料,可使,本质上需要输入为核心发展轴向和横向外壳。core-multishell纳米线早些时候报道基于Si /通用电气(62年)和氮化镓/ InGaN [63年,64年)已经被一种不同的方法合成,纳米线的核心生长与catalyst-assisted vapor-liquid-solid (VLS)方法和壳上形成纳米线表面气相沉积系统。与这样一个合成不同的是,我们的工作涉及到越来越多的核心和壳与一个纯粹的外延方法没有任何催化剂的援助。关键因素是准确地控制加工过程,精确的知识增长机制,控制发展的方向。

源材料太多了,真沸点,5%灰₃在氢。核心和壳生长顺序作为一个连续的过程。可使核心的生长条件和在壳牌已经详细描述了其他地方65年,66年]。艾娜的增长之后,条件改变了InP外壳再次成长。而内在的增长可使核心发生在顶部(111)方向,外部输入层应该优先沿着(110)方向发展。有必要控制的轴向和径向方向发展。他实现这一复杂的任务。磷()覆盖由生长温度和真沸点分压发现强烈影响可增长的方向(65年]。虽然相对较低报道引起轴向生长,更高覆盖横向生长的影响。因此,正如覆盖改变,竞争增长最高的表面(111)和(110)边墙平面发生和可以准确定义的方向增长通过精确的选择条件。生长温度的600°C和真沸点高的分压atm是青睐的横向发展的最佳条件。他在在侧壁方面。单步增长过程在这些条件下最终导致成功制造的纳米线阵列输入/在/ InP core-multishell异质结构。

我们的扫描电镜研究清楚地表明,种植结构定义(图20 (b))。一个典型的core-multishell纳米线的长度约为2.5μ米,它的直径约140海里。生长纳米线受到各向异性干蚀刻后染色蚀刻分析横截面特性。内部的直径可使核心和外层的厚度可使壳覆盖70和30海里,分别。的艾娜QW层表现出一个定义良好的六边形截面的宽度是5纳米(嵌入的图20 (b))。这种纳米结构最显著的特点是尺寸以及结构层厚度可以精确地定义为生长条件。因此,精确控制制造过程给了我们自由工程师的物理性质决定的形状、大小和QW纳米结构的宽度。此外,选择性局部增长使这些纳米线的制备是高度周期性的方式引导。core-multishell的成功制备纳米线具有极其重大的意义,为三层都是单一的水晶,这是外延的种植过程中没有使用任何催化剂的存在。Core-multishell纳米线具有不同艾娜QW宽度被不同生长在增长,以便进一步鉴定。

4 Kμpl测量在core-multishell纳米线进行了一个在宽度为1.5 nm使用532 nm的连续波输出二极管泵浦钕:伊沃₄激光激发。激发光束聚焦到一个2μ米点×20显微镜物镜的样本,被放置在一个冷的手指低温恒温器。通过相同的显微镜物镜收集的PL是分散到一个光谱仪liquid-nitrogen-cooled InGaAs光电倍增管。时期的PL光谱core-multishell纳米线具有不同模式数据所示21(一)和21(b)。光谱(一个)显示3 - PL从纳米线阵列μm期,而(b)是0.4 -从数组μm期。由于3 -μm期大于光斑大小,光谱(a)可以得出从单个core-multishell纳米线(67年]。谱(a)由两个截然不同的发射峰。PL峰观察到的能量0.861 eV是由于一个在QW的胎侧(110)上形成可使纳米线,而峰值为1.401 eV对应于输入障碍,稍后将讨论的细节。进一步,在层的顶部InP核心相当厚,没有任何影响观察PL光谱。谱(b),来自多个core-multishell纳米线(30纳米线,考虑现货)的大小,另一方面,展品多峰在0.86 - -1.45 eV,也由于排放在径向QWs。

确认这些高峰作业,紧张的基态跃迁能在QWs InP(110)是使用一个简单的计算广场良好的潜力。确定参数计算如下。最初,传导和重型孔偏移乐队计算基于模型固体理论(68年)考虑应变在艾娜InP (110)。而不牵强附会的各向同性有效质量是用于电子,沉重的孔有效质量()是基于决定的 在哪里自由电子的质量和吗,,是Luttinger参数。有效质量是获得使用沉重的洞Luttinger-Kohn与量子化哈密顿轴沿着(110)方向(69年]。形变势和Luttinger参数的值被从壮族70年)和Sugawara et al。71年]。目前的计算大大简化了处理复杂nonparabolicity在导带和价带结构的紧张(110)QWs类似。更准确的账户中的电子结构紧张core-multishell纳米线将报道,但目前的治疗理论的准确性将在参数的模糊性,晶体结构中的差异(66年的输入和艾娜,有效质量近似。计算的结果已经绘制的函数在宽度(图22)。根据这些结果,PL峰在0.861 eV观察单个core-multishell纳米线对应于一个宽度为2.08纳米,这相当同意在测量厚度的层。进一步,这个峰值相对广泛的半宽度(应用)48兆电子伏,可主要归因于宽度的波动,虽然它可能是部分由于在层中的非均匀应变。还要注意,输入的PL峰略有红移而裸InP纳米线(65年]。我们初步计算表明,这种转变不是由于可使纳米线的拉伸应变,但值得进一步调查。谱(b)的峰值为0.984,1.05,1.154,和1.292 eV对应艾娜QW宽度为1.16,0.856,0.532和0.262海里。艾娜的最小宽度可通过用一层来完成的一样,这对应于一个单层厚度的一半(110)。因此,最薄的艾娜QW的弹性连续体模型预计将0.219 nm,和宽度应该是它的整数倍。考虑目前的模型的准确性,这些结果重申的形成在QWs InP纳米线的侧墙和多个峰值,表明可能有单层QW厚度数组中的单个纳米线的变化。峰加宽,在这种情况下,可以部分归因于非均匀应变在层的纳米线阵列。此外,在层厚度在纳米线0.4 -更少μm期比3 -纳米线μm期。艾娜层厚度的这种差异可能是由于气相扩散的、横向的增长率在侧壁上更高密度较小的纳米线,纳米线阵列在较大的时间。然而,随着这种扩散模型并不能完全解释纳米线的垂直增长,因此需要更详细的调查。

乐队抵消能量水平最低的导带和价带的输入/在/ InP core-multishell纳米线中描述图的插图22表明与i型异质结构对齐,在传导的底部(上)(价)乐队是较低(高)能级的传导(价)乐队下(上)的输入。最近的一项调查,利用时间分辨和幽灵似地解决PL和PL激励测量,输入/在/ InP core-multishell纳米线显示二型异质结构的可能性,也就是说,乐队对齐的传导(价)乐队在躺上面0.16(0.32)电动汽车传导(价)的输入72年]。

4.3。砷化镓/ GaAsP核壳结构和激光发射32]

亚波长半导体纳米线已经展示了近年来激光排放(73年- - - - - -79年]。代表半导体材料制造纳米线激光包括氧化锌、氮化镓,cd。这样的纳米线激光目前已知的最小的激光设备中,1和几个数十微米之间的长度和直径,可以显著小于发射波长在真空中。因为大介质纳米线之间的对比和环境在这个尺寸范围,创建强侧光监禁。终端方面的单个水晶纳米线形成一个自然的镜面,它创建了一个轴向共振器。即一维半导体纳米线的行为不仅作为增益介质,也作为波导和法布里-珀罗谐振器,提供一致的反馈。纳米线的发光功能,结合其他独特的特性,由于他们的一个维度,使他们特别有趣的考虑为候选人在未来纳米光子系统组件。然而,大多数先进的纳米线激光已经成功地通过宽禁带半导体材料,提供ultraviolet-to-blue激光排放。迄今为止,有限的调查纳米线激光的近红外(NIR)光谱范围已报告(80年),虽然有大面积的应用近红外激光特别是对光纤通信。例如,在850 nm激光操作可用于内部和在企业局域网传输比特率极高。在这种情况下,GaAs-based材料主要是重要的主要困难在获得这些材料纳米线激光系统的高密度表面状态会导致强烈的排放强度衰减在砷化镓纳米线。

我们在这里描述砷化镓/ GaAsP同轴核壳纳米线组装SA-MOVPE和报告我们的观察,一个单线光抽运近红外激光排放。砷化镓在继承和GaAsP种植了核壳异质结构。砷化镓的分压atm TMG和atm的灰₃。生长温度和生长时间被设置为750°C和60分钟。的分压GaAsP壳与增长,atm的TMG、真沸点和灰烬₃。生长温度和生长时间650°C和5分钟。完美的选择性外延砷化镓和GaAsP是在这些条件下实现。

是成年人纳米线被机械地减少和分散到2 -μ米厚的SiO₂覆盖的硅基板的光学特征单一的纳米线。PL的测量进行了使用再生放大Ti:蓝宝石脉冲激光(140 - fs脉冲持续时间和78 - mhz重复率)波长为753 nm。激发光束集中了显微镜物镜(NA = 0.42)到约2μ米直径样品在低温恒温器。排放通过相同的显微镜物镜收集到一个liquid-nitrogen-cooled CCD光谱分析或CCD相机成像。

首先,是成年人的整体形态纳米线被扫描电镜检查。的横截面示意图砷化镓/砷化镓GaAsP纳米线和典型的扫描电镜图像纳米线和砷化镓/ GaAsP核壳纳米线所示的数字23日(一)来23日(c)。一系列均匀的垂直站纳米线制备顺利顶面和侧壁。特写的SEM图像纳米线表明他们有明确的六角形状。随着电线垂直地在砷化镓(111)B基质,生长方向因此恰逢B(111)方向。因为这SA-MOVPE方法充分利用外延生长的性质和纳米线没有使用黄金作为种子,他们在原子合成与优越的晶体质量精度。纳米线的直径,,在这个研究中被控制,所以他们介于200和500 nm之间及其长度介于2和6之间μm。纳米线的大小取决于衬底上的面具准备开口和生长条件37,81年]。相对较大的纳米线直径在这个实验中是必要的提高纳米线表面的反射率两端,使足够的激光光学限制,尤其是在近红外波段。SEM图像(b)和(c)在图23表明,核壳线的长度几乎等于砷化镓,但核壳线的直径大约是100海里大于砷化镓的线,表明50 nm厚GaAsP壳牌在砷化镓核心线。

TEM和EDX能谱(EDX)被应用于研究纳米线的结构和他们的原子组成。亮场TEM图像和EDX线扫描获得单个纳米线暴露的轴面聚焦离子束(FIB)腐蚀数据所示(24日)来24 (c)。尽管砷化镓异质结面和GaAsP显然不能区分在亮场和高分辨率透射电镜图像,谱线扫描清楚地显示了核壳结构的形成。绿色、蓝色和红色线数据24 (b)和24 (c)对应EDX项基本遗传算法,以及。这纳米线的长度是2.8μ米,其直径为390纳米。在图24 (b),结果给出了谱线扫描沿轴沿固体纳米线(白色箭头在图(24日))。这里的右端纳米线对应于其高端市场在增长。另一条线扫描表现在纳米线的直径图所示24 (c)。扫描位置贴上蓝色实心箭头在图(24日)。轴向EDX扫描表明,纳米线的核心是完全由砷化镓沿中心轴、和内容上表面是微不足道的。然而,显然径向线扫描指定的存在在砷化镓的核心元素。这些结果证明纳米线结构应该是砷化镓核心GaAsP外壳包围。的浓度GaAsP壳牌在原子含量约10%,砷化镓_0.8P_0.2,外GaAsP壳的厚度估计为50纳米,这符合SEM观测数据23日(b)和23日(c)之前和之后)GaAsP的增长。

法布里-珀罗微腔模式观察在单一的砷化镓纳米线82年在我们先前的研究。PL光谱结果表明,一个法布里-珀罗微腔形成纳米线的长度,和两端的(111)面作为反映反映。然而,由于非辐射的光激的运营商的重组air-exposed砷化镓侧壁表面有高密度的表面状态,裸露的砷化镓电线的发射强度太弱获得激光。核壳纳米线预计将代替光秃秃的砷化镓电线质量进一步优化这个腔。壳层的功能是使钝化砷化镓核心纳米线的表面状态,导致高质量和光学活性的纳米线。砷化镓的PL光谱/ GaAsP核壳纳米线在这项研究显示明显强大的发射强度,这是比裸露的砷化镓纳米线的因素在两个数量级。shell, 50 nm厚,应该是足够在这项研究使钝化表面状态,因为它已经被报道,大约10 nm的壳厚度抑制PL效率的降低59,60]。

一个孤立单一的砷化镓/ GaAsP核壳纳米线就兴奋的脉冲激光,随后被收集在4.2 K和PL排放,可以看到在图25(一),25(b)25(c),导线直径330纳米和5.5μ米的长度。PL光谱在低励磁功率密度显示广泛的发射光谱带约820海里。然而,超过一定阈值(8.4 kW /厘米²在这种纳米线),夏普和窄峰值集中在约816海里出现和峰值强度与激发能迅速增加。这个发射峰和砷化镓是完全一致的带隙能量(1.52 eV在4.2 K),表明刺激的排放量的砷化镓纳米线的核心。从图(26日)可以证明,受激发射或激光的出现同时缩小和于超线性增加强度以上泵密度阈值。然而,随着泵浦功率密度进一步增加15.0千瓦/厘米以上²,排放强度饱和烃,表明收益是固定的。我们推测什么导致了快速饱和激光排放目前的实验配置。我们使用了一个紧聚焦入射激光的纳米线,在激光束的直径约为2μ米,远小于导线的长度。这些导致了小泵领域纳米线;因此,获得只有获得附近的激发。因此,获得快速饱和。Excitation-induced局部加热也可以获得快速饱和的原因。此外,传统的半导体激光器的线宽与泵浦功率成反比,由于越来越程度的粒子数反转。然而,较短的微型激光器泵浦强烈脉冲可以表现出额外的非平衡效应,扩大激光峰值(83年]。这种效果也可以看到在图(26日)。激光峰值是扩大的功率范围从0.7到1.5 nm 13.4到25.1千瓦/厘米²。很可能有增加自发发射噪声强度更高的泵由于放大自发的排放导致波动阶段,一些材料的磁化率的实部和虚部。这些光密度波动将两腔模式和行动扩大,特别是在地区最高的色散和吸收。

像往常一样,纳米线激光红变化随着激发功率,由于热效应或能带电子空穴等离子体引发的重正化状态(84年]。相比之下,蓝移激光峰值的导线可以观察到由于增加泵浦功率如图26日(b)。这蓝移的原因尚不清楚,但一种可能性可能是由于能带弯曲(85年,86年]。根据模型,光激的电荷载体产生或达到一个动态平衡,电子被限制在纳米线表面附近但孔纳米线中心附近的积累。因此,表面附近的一个电子重组中心附近有一个洞,导致低转换能量,同时激发强度高,能带弯曲效应减弱由于更多的载流子的形成,将对高发射能量和跃迁概率。模型中使用的纳米线是nondoped砷化镓(85年),类型输入(86年]。然而,砷化镓纳米线在我们的实验中被认为是类型(载体浓度厘米⁻³,通过电子测量平面的砷化镓外延层生长在S.I.砷化镓(001)基板在同一温度随着纳米线)。因此,光激的载流子的能带弯曲和积累目前砷化镓/ GaAsP纳米线可以逆转而范Weert et al。的模式86年中所描绘的一样,图的插图26日(b)和PL蓝移可以以相同的方式来解释。

此外,规范化与温度有关的PL光谱相同的纳米线记录从4.2到150 K,如图(27日)。励磁功率密度是21.0千瓦/厘米²所有的光谱。与激光相关的光谱特性与温度将表现出明显的红移。然而,从图27 (b)相比,砷化镓能带能量随温度而变的红移,激光波长的红移是弱(从4.2到100 K为2.5 nm)。这些结果同意以前的观察与温度有关的腔模式单一的砷化镓纳米线(2 - 2.6 nm从4.2到100 K) [82年]。考虑的表达,在那里纵向模式的顺序,完全是由折射率峰值位置,对于一个特定的纳米线的长度l。随着温度从4.2到100 K,与温度有关的折射率的变化较弱,导致激光峰值随温度的变化较小。

砷化镓核心的激光特征表明这些异质结构纳米线是非常有效的媒体,这可以归因于他们的理想photon-confinement结构。自常规尺寸线让他们优秀的波导,发射光可以通过他们来积累和放大从电线的两端反映最终产生刺激排放或足够高激发下产生激光。作为对比,必须强调,迄今为止没有观察到激光为纯砷化镓纳米线。激光在目前的核壳结构主要归因于减少非辐射的表面复合正如前面所讨论的那样。光子监禁的影响由于指数对比的核心和壳牌在目前的结构,因为不重要的小折射率对比(折射率816纳米的3.66和3.56对砷化镓和GaAsP resp)和薄壳厚度(约50海里)。

表的上半部分1显示了激光发射来自多个不同长度的核壳纳米线的图像。用激光图像记录过滤器时激发激光聚焦在纳米线的中心。所有电线表现出很亮的发光点,可以观察两端。这是一个典型的光波导的特性,和它表明电线能够吸收激发光和传播PL排放结束。几乎所有的核壳纳米线表现出这种波导的行为。由于波导光从PL生成纳米线,这些线可分为主动波导,而不是被动的光必须在从外部来源。有趣的是,强度调节周围的电线可以观察到,这表明衍射和干涉发生,既源自球形排放线方面与固定相区别。这些干扰模式将取决于线的长度。时间越长纳米线明显表现出更复杂的干涉图样,而短的。我们模拟的衍射和干涉图样,使更多的量化理解van Vugt et al。的方法(87年)(假设)球形纳米线最终没有方向的排放方面,它在表的下半部分1。这里,显微镜物镜的NA和不同阶段的两条边已经考虑。我们可以看到,周围的干扰模式三种纳米线的纳米线是很好地复制。

下一期与砷化镓/ GaAsP核壳纳米线是开发一个电极制造工艺使电流注入纳米线,光从他们应该没有被屏蔽或被电极吸收金属提取。散热从纳米线电流注入是另一个问题,需要解决的问题是使在室温下稳定运行的设备(RT)。商用的半导体激光器中的活性层被埋在一个半导体材料与能源隙大于活性层。因此,埋异质结构应考虑从纳米线led散热到允许他们的实际应用。

5。未来的前景

机械压力的缓解和控制晶体的发展混乱晶格失配的连接接口系统是利用纳米线的优势。减少缺陷的数量应该有效地使半导体纳米线组装在Si平台,是希望为集成电路或使用它们在实现低成本大规模生产。重要因素在实际应用中要考虑照明光学信息处理和显示系统中led用作光学来源是控制其发射波长和输出功率和设备的可靠性。Lattice-mismatched异质结构外延层,例如GaInAs /砷化镓,GaInP /砷化镓和GaInN /氮化镓生长在III-V半导体衬底或蓝宝石衬底,被用来控制发光二极管的发射波长。为基质材料成本就会减少,如果如果采用代替昂贵的基板(88年- - - - - -92年]。然而,正如前面提到的,异质结构生长在硅晶体受到机械压力和混乱在衬底界面由于晶格失配。混乱发达活跃地区的设备损害可靠性。使用纳米线将提供解决这一问题。

我们发现在和砷化镓纳米线生长垂直于Si(111)衬底表面减少接口的不合群混乱Si和纳米线(93年,94年),展示了巨大的发展潜力III-V硅纳米线设备(95年,96年]。III-V纳米线在Si的严重的问题是如何串联电阻归因于能带偏移Si和III-V之间可以最小化当电流流经结界面。使用一个隧道隧道二极管结构是一个解决问题的办法92年]。兼容传统的平面结构CMOS-FETs是另一个问题,当III-V纳米线场效应晶体管作为通道替换。预计还将有进一步的想法结构。

6。总结

III-V半导体纳米线与垂直沿着轴向和径向方向选择性局部金属有机气相外延生长的研究进展。的光致发光InGaAs /砷化镓、砷化镓/ AlGaAs或砷化镓/ GaAsP调查在轴向异质结纳米线的厚度估计InGaAs或砷化镓单量子阱埋在他们。径向异质结构核壳型异质结构纳米线,也就是说,砷化镓/ AlGaAs InP /在/输入,或砷化镓/ GaAsP,是捏造的评价有什么影响表面钝化对核心纳米线,在光致发光显示增强的强度。此外,光激的激光从单个砷化镓/ GaAsP排放核壳纳米线进行了评估。透射电子显微镜结合能量色散x射线光谱被用来分析晶体结构和原子组成的纳米线,这表明,轴向或径向异质结构是成功的。结果揭示了纳米线的基本光学特性和显示他们的承诺在应用光电设备。

承认

这项工作是财务支持补助金从教育部科学研究,文化、体育、科学和技术(下边了)的日本。

引用

1. r·s·瓦格纳和w·c·埃利斯Vapor-liquid-solid单晶生长机制。”应用物理快报,4卷,不。5,89 - 90年,1964页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. g . A . Bootsma和h . j . Gassen“定量研究胡须从硅烷和硅锗胡须的生长有密切关系的,“杂志的晶体生长,10卷,不。3、223 - 234年,1971页。视图:谷歌学术搜索
3. 依Givargizov”VLS增长的基本方面,“杂志的晶体生长31卷,20 - 30,1975页。视图:谷歌学术搜索
4. j . Kasahara k Kajiwara t .山田,“砷化镓胡须生长的热分解方法,”杂志的晶体生长,38卷,不。1,23-28,1977页。视图:谷歌学术搜索
5. A . m .莫拉莱斯和c·m·利激光消融晶体的合成半导体纳米线的方法,”科学,卷279,不。5348年,第211 - 208页,1998年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. d . c . Li,汉族,x, t . Tang和c .周”Diameter-controlled增长的单个水晶₂O₃纳米线和他们的电子属性。”先进材料,15卷,不。2、143 - 146年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. w·汉美国粉丝,问:李,y,“合成氮化镓纳米棒通过碳纳米管-密闭反应,”科学,卷277,不。5330年,第1289 - 1287页,1997年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. h·m·h·黄y Wu Feick, n . Tran e·韦伯和p·杨,“催化生长氧化锌纳米线的蒸汽运输,”先进材料,13卷,不。2、113 - 116年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. k . Haraguchi t·福、k . Hiruma和k . Ogawa“砷化镓pn结量子线中形成晶体,”应用物理快报,60卷,不。6,745 - 747年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. d . c . Li张x刘et al .,”₂O₃纳米线作为化学传感器,“应用物理快报,卷82,不。10日,1613 - 1615年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. z l . Wang和j .歌曲“压电王中林教授在氧化锌纳米线阵列的基础上,“科学,卷312,不。5771年,第246 - 243页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 田,x, t . j . Kempa et al .,“同轴硅纳米线太阳能电池、纳米电子电源”自然,卷449,不。7164年,第889 - 885页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. m·t·比约克b·j·欧胜c·席兰德et al .,“纳米线共振隧穿二极管,”应用物理快报,卷81,不。23日,第4460 - 4458页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. 崔y, z中,d . Wang w·王,和c·m·利,“高性能硅纳米线场效应晶体管,”纳米快报,3卷,不。2、149 - 152年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. 谷纳温o .和s·vapor-liquid-solid种植硅纳米线太阳能电池的特点,“太阳能材料和太阳能电池,卷93,不。8,1388 - 1393年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. a . f .我Morral d . Spirkoska j . Arbiol m . Heigoldt j . r . Morante和g . Abstreiter”移动量子异质结构合成分子束外延砷化镓纳米线,”小,4卷,不。7,899 - 903年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. m . Heißa . Gustafsson s Conesa-Boj et al .,“Catalyst-free纳米线与轴向InxGa1-xAs /砷化镓异质结构,”纳米技术,20卷,不。7篇文章ID 075603 2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. s。金,t.w。古,黄永发。李et al .,“Catalyst-free单晶硅锗纳米线的增长。”纳米快报,9卷,不。2、864 - 869年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. t . Hamano h . Hirayama, y Aoyagi”新技术制作二维光子晶体能带的选择性外延,“日本应用物理杂志》,第2部分,36卷,不。3,L286-L288, 1997页。视图:谷歌学术搜索
20. j . Motohisa j .武田m . Inari j . Noborisaka和t·福井”的生长砷化镓/ AlGaAs六角形柱在砷化镓(111)B表面选择性局部MOVPE,”自然史E,23卷,不。3 - 4、298 - 304年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. m .吉泽章a .菊池m . Mori n . Fujita和k . Kishino”自组织生长氮化镓纳米结构上₂O₃由RF-radical源分子束外延(0001),“日本应用物理杂志》,第2部分,36卷,不。4,L459-L462, 1997页。视图:谷歌学术搜索
22. m .吉泽章菊池,n . Fujita k .琳h . Sasamoto和k . Kishino GaN / Al的自组织_0.18遗传算法_0.82N多层nano-columns (0001)₂O₃通过射频分子束外延制造氮化镓量子磁盘”杂志的晶体生长卷,189 - 190,138 - 141年,1998页。视图:谷歌学术搜索
23. h . Sekiguchi k Kishino, a .菊池”发射颜色控制从蓝色到红色nanocolumn InGaN直径/氮化镓nanocolumn阵列生长在同一衬底,”应用物理快报,卷96,不。23日,ID 231104条,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. i公园,d·h·金S.-W。荣格,G.-C。咦,“摘要垂直良好结合的气相外延生长氧化锌纳米棒,”应用物理快报,卷80,不。22日,第4232页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. s . j ., j . h .崔G.-C。易,g . h .公园,“增强的光输出GaN-based发光二极管氧化锌纳米线阵列,与“应用物理快报,卷92,不。12篇文章ID 121108 2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. h . Paetzelt诉Gottschalch, j·鲍尔,g . Benndorf g·瓦格纳,“选择性局部生长砷化镓和ina nanowires-homo和异质外延使用${\text{罪}}_{\text{x}}$模板”,杂志的晶体生长,卷310,不。23日,第5097 - 5093页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. j . k . Sladek诉克林格,Wensorra, m . Akabori h . Hardtdegen和d . Grutzmacher”MOVPE的n型砷化镓和调制掺杂砷化镓/ AlGaAs纳米线,”杂志的晶体生长,卷312,不。5,635 - 640年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. l .杨j . Motohisa j .武田k .富冈和t·福井”尺度依赖的光致发光的六角nanopillars单一InGaAs /砷化镓量子井的选择性局部金属有机气相外延,“应用物理快报,卷89,不。2006年20篇文章ID 203110。视图:谷歌学术搜索
29. j . Noborisaka j . Motohisa s Hara, t·福井”制造和表征的独立式的砷化镓/ AlGaAs核壳纳米线和AlGaAs纳米管通过选择性局部摘要汽相外延,“应用物理快报,卷87,不。9日,1 - 3,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. 答:目的,佐藤t, s . Hara j . Motohisa k . Hiruma t·福井,“制造和表征砷化镓量子井埋在AlGaAs /砷化镓异质结构纳米线,”杂志的晶体生长,卷312,不。24日,第3598 - 3592页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. p·莫汉,j . Motohisa, t·福井”制造InPInAsInP core-multishell异质结构纳米线通过选择性区域摘要汽相外延,“应用物理快报,卷88,不。13日,ID 133105条,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. 华,j . Motohisa y小林,s . Hara t·福井,“单一砷化镓/ GaAsP同轴核壳纳米线激光,”纳米快报,9卷,不。1,第116 - 112页,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. 藤泽,佐藤t, s . Hara j . Motohisa k . Hiruma t·福井,“增长和表征GaAsP /砷化镓量子井埋的砷化镓垂直异质结构纳米线通过选择性局部金属有机气相外延,“日本应用物理杂志》上,50卷,不。4、第2部分,04 dh03条,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
34. d . k . Biegelsen r·d·Bringans j·e·贝蒂和L.-E。斯沃茨,“重建砷化镓(111)表面扫描隧道显微镜观察到,“物理评论快报,卷65,不。4、452 - 455年,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. m . Yoshimura k .富冈k . Hiruma s Hara j . Motohisa和t·福井”InGaAs纳米线的生长和表征砷化镓(111)上形成B选择性局部金属有机气相外延,“日本应用物理杂志》上卷,49号4篇文章ID 04 dh08 2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. t . Nishida k . Uwai y小林,小林,”B砷化镓(111)表面的相图在有机化学气相沉积的表面photo-absorption,”日本应用物理杂志》,第1部分,34卷,不。12日,第6330 - 6326页,1995年。视图:谷歌学术搜索
37. j . Noborisaka j . Motohisa, t·福井”Catalyst-free生长砷化镓纳米线的选择性局部摘要气相外延,“应用物理快报,卷86,不。21日文章ID 213102年,页1 - 3,2005。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. p·巴塔查里亚,模拟结果和紧张铟砷化镓的属性教育管理信息系统,数据回顾系列8号,即伦敦,英国,1993年。
39. y . d . Galeuchet p·伦琴,诉伯爵,“GaInAs /可选择性区域摘要汽相外延one-step-grown埋低维结构,”应用物理杂志,卷68,不。2、560 - 568年,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. t . Takebe m .藤井裕久t .山本k . Fujita和t .渡边,“Orientation-dependent Ga表面扩散的分子束外延砷化镓砷化镓的基质上,“应用物理杂志,卷81,不。11日,第7281 - 7273页,1997年。视图:谷歌学术搜索
41. t·佐佐木,m .北村,水户市,“选择性摘要汽相外延生长InGaAsP /输入层与能带能量控制在InGaAs / InGaAsP多重量子井结构,”杂志的晶体生长,卷132,不。3 - 4、435 - 443年,1993页。视图:谷歌学术搜索
42. 马提尼,a . a . Quivy a . Tabata和j·r·雷特”的影响,温度和励磁电源的光学性质InGaAs /砷化镓量子井生长在附近的砷化镓(001)表面,”应用物理杂志,卷90,不。5,2280 - 2289年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. l .杨j . Motohisa j .武田k .富冈和t·福井,“选择性局部增长的六角nanopillars单一InGaAs砷化镓/砷化镓量子井B(111)衬底及其随温度而变的光致发光,“纳米技术,18卷,不。2007年10篇文章ID 105302。视图:谷歌学术搜索
44. l·瓦塔拉,a米凯尔森:Skold教授et al .,“砷化镓/ AlGaAs纳米线异质结构研究了扫描隧道显微镜,”纳米快报,7卷,不。9日,第2864 - 2859页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. k .石川:山本、k . Tateno和渡边y”描述个人砷化镓/ AlGaAs独立的纳米线通过阴极发光技术使用透射电子显微镜,”日本应用物理杂志》,第1部分卷,47号8,6596 - 6600年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. c, n . Braidy双刃大刀,c·弗·g·魏斯,和r·拉皮埃尔“多重量子井AlGaAs纳米线,”纳米快报,8卷,不。2、495 - 499年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. j .海因里希·a·Huggenberger t Heindel et al .,“单光子发射定位砷化镓/ AlGaAs光子纳米线”应用物理快报,卷96,不。21日,ID 211117条,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. m . Nakayama t Hirao t .长谷川,“光致发光的特点由于exciton-exciton散射在砷化镓/唉多重量子井”应用物理杂志,卷105,不。12篇文章ID 123525 2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
49. r·丁格尔,w . Wiegmann和c·h·亨利,“量子态在运营商非常薄${\text{艾尔}}_{\text{x}}{\text{遗传算法}}_{\text{1 - x}}{\text{As-GaAs-Al}}_{\text{x}}{\text{遗传算法}}_{\text{1 - x}}\text{作为}$异质结构。”物理评论快报,33卷,不。14日,第830 - 827页,1974年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
50. s·m·苏半导体器件物理约翰·威利& Sons,纽约,纽约,美国,第二版,1981年版。
51. m . j . Tambe f . Allard, s . Gradĉeak”表征的核壳砷化镓/ AlGaAs纳米线异质结构使用先进的电子显微镜,”物理学杂志》:会议系列,没有。209年,文章ID 012033, 2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
52. c·k·穆赫辛尼经常徘徊,g·a·波顿和r·r·拉皮埃尔”差距/ GaAsP差距core-multishell纳米线异质结构在硅(111),“纳米技术,18卷,不。44岁的ID 445304条,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
53. m . c . c . Chen普兰特,c·拉金和r·r·拉皮埃尔“分层技术和step-flow增长机制GaAsP /纳米线异质结构的差距,“材料研究学报,21卷,不。11日,第2809 - 2801页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
54. c·p·t·斯文森,w•塞弗特·m·w·拉尔森et al .,“双异质结构纳米线/ GaAs1-xPx /外延增长差距差距对于光学的应用程序,“纳米技术,16卷,不。6,936 - 939年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
55. k·w·塞弗特,m•伯格斯特罗姆Deppert et al .,“增长”MOVPE的一维纳米结构,杂志的晶体生长,卷272,不。1 - 4、211 - 220年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
56. j。j Tietjen j·a。此外,“vapor-deposited外延的制备和性能${\text{砷化镓}}_{\text{1 - x}}{\text{P}}_{\text{x}}$使用胂和磷化氢,”电化学学会》杂志上,卷113,不。7,724 - 728年,1966页。视图:谷歌学术搜索
57. a·p·罗斯,美国夏博诺和r . g . Goodchild”残余浅受体在砷化镓层增加了有机汽相外延,“应用物理杂志,54卷,不。9日,第5357 - 5350页,1983年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
58. 安藤,s . s . Chang, t·福井”的选择性外延砷化镓/ AlGaAs B(111)基板的金属纳米结构和应用程序,”杂志的晶体生长,卷115,不。1 - 4、69 - 73年,1991页。视图:谷歌学术搜索
59. 美国玉森野奎s、t . Hashizume和h .长谷川”基于硅层间表面钝化量子井近地表,”真空科学与技术学报B,13卷,不。4、1794 - 1800年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
60. j . m . Moison k . Elcess f . Houzay et al .,“近地表砷化镓/ Ga_0.7艾尔_0.3正如量子井:与表面的交互状态。”物理评论B第41卷。。18日,第12948 - 12945页,1990年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
61. 郑胜耀Bae h·w·Seo, j .公园,h·杨,k . s .公园和美国金,“紧张的氮化镓纳米线”,化学物理学报,卷116,不。21日,第9499 - 9492页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
62. l . j . Lauhon m . s . Gudlksen d . Wang和c m·利伯”外延core-multishell和核壳纳米线异质结构,”自然,卷420,不。6911年,页57 - 61,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
63. 钱,y, s . Gradečak c . j . Barrelet d . Wang和c m·利伯”镓氮纳米线径向异质结构纳米光子学,”纳米快报,4卷,不。10日,1975 - 1979年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
64. 钱,s . Gradečak y . Li彭译葶。温,c . m .利“核心/ multishell纳米线异质结构作为多色,高效发光二极管,”纳米快报,5卷,不。11日,第2291 - 2287页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
65. p·莫汉,j . Motohisa, t·福井”高度统一的控制增长,轴/径向direction-defined,分别可寻址InP纳米线阵列,”纳米技术,16卷,不。12日,第2907 - 2903页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
66. p·莫汉,j . Motohisa, t·福井”实现导电纳米管在基于lattice-mismatched InP / ina核壳纳米线,”应用物理快报,卷88,不。1,文章ID 013110, 2006。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
67. s . Hara j . Motohisa j . Noborisaka j .武田和t·福井,“光致发光从单一六角nano-wire选择性MOVPE面积增长了,”物理研究所会议系列,没有。184年,第五节,第398 - 393页,2005年。视图:谷歌学术搜索
68. c . g . Van de机器人瓦力,”乐队的阵容和形变势model-solid理论,“物理评论B,39卷,不。3、1871 - 1883年,1989页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
69. y Kajikawa, m .哈塔,和t . Isu“光学矩阵元素(110)的量子井类似,”日本应用物理杂志》,第1部分,30卷,不。9日,第1945 - 1944页,1991年。视图:谷歌学术搜索
70. s . l .壮族“高效的能带结构计算量子井的紧张,”物理评论B,43卷,不。12日,第9661 - 9649页,1991年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
71. m . Sugawara:冈崎,t .藤井裕久,山崎,“导带和价带结构在紧张${\text{在}}_{\text{1 - x}}{\text{遗传算法}}_{\text{x}}\text{为/输入}$(001)可使基质量子井。”物理评论B,48卷,不。11日,第8118 - 8102页,1993年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
72. 朋友,k . Goto m . Ikezawa et al .,“ⅱ型行为纤锌矿InP /在/ InP core-multishell纳米线,”应用物理快报,卷93,不。7篇文章ID 073105 2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
73. 黄段x, y, r·阿加瓦尔和c·m·利伯”Single-nanowire elecctrically激光驱动的,”自然,卷421,不。6920年,第245 - 241页,2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
74. m·h·黄毛,h . Feick et al .,“室温紫外纳米线nanolasers,”科学,卷292,不。5523年,第1899 - 1897页,2001年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
75. 周宏儒j·c·约翰逊。崔k . p . Knutsen r·d·夏勒·杨和r . j . Saykally“单一氮化镓纳米线激光,”自然材料,1卷,不。2、106 - 110年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
76. 周宏儒。崔j·c·约翰逊,r . et al .,“甘自组织量子线紫外激光,”物理化学学报B,卷107,不。34岁,8721 - 8725年,2003页。视图:谷歌学术搜索
77. 李y, s . Gradečak f .钱,H.-G。公园,c . m .利“激光阈值较低的氮化镓纳米线激光,”应用物理快报,卷87,不。17篇文章ID 173111 1 - 3, 2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
78. 曹,y江,c . Wang et al .,“高度有序的CdS纳米线阵列的合成和激光性能,”先进功能材料,17卷,不。9日,第1508 - 1501页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
79. 钱,y,美国Gradečak et al .,“Multi-quantum-well纳米线异质结构wavelength-controlled激光,”自然材料,7卷,不。9日,第706 - 701页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
80. a . h .下巴,s . Vaddiraju a . v .马斯洛夫c . z Ning m . k . Sunkara和m . Meyyappan“近红外半导体激光subwavelength-wire。”应用物理快报,卷88,不。16日,ID 163115条,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
81. k . Ikejiri t .佐藤h .吉田et al .,“砷化镓纳米线的生长特性通过选择性区域有机气相外延,“纳米技术,19卷,不。26日,ID 265604条,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
82. 华,j . Motohisa y叮,s . Hara和t·福井”表征砷化镓纳米线制作的法布里-珀罗微腔模式选择性局部金属有机气相外延,“应用物理快报,卷91,不。13日,ID 131112条,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
83. j·c·约翰逊,h .严·杨和r . j . Saykally”在氧化锌纳米线激光和波导光学腔效应,”物理化学学报B,卷107,不。34岁,8816 - 8828年,2003页。视图:谷歌学术搜索
84. p . j . Pauzauskie d . j . Sirbuly p·杨,“半导体纳米线环形谐振腔激光器,”物理评论快报,卷96,不。14篇文章ID 143903 1 - 4, 2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
85. k . Ogawa k Hiruma, t·福,“光致发光特性的砷化镓nanowhiskers:损耗的影响潜力,”研究所的电子、信息和通信工程师电子交易,E79-C卷,不。11日,第1578 - 1573页,1996年。视图:谷歌学术搜索
86. m . h . m . van Weert o . Wunnicke a . l . ro et al .,“大型红移的光致发光p再版InP纳米线由费米能级钉。”应用物理快报,卷88,不。4篇文章ID 043109 1 - 3, 2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
87. l . k . van Vugt s Ruhle, d . Vanmaekelbergh”Phase-correlated没有方向的激光发射的氧化锌纳米线的终端方面,“纳米快报》第六卷,没有。12日,第2711 - 2707页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
88. t . Martensson c·帕特里克•t Svensson et al .,“外延III-V硅纳米线,”纳米快报,4卷,不。10日,1987 - 1990年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
89. b . Mandl j·斯坦格尔,t . Martensson et al .,“Au-free外延生长在纳米线。”纳米快报》第六卷,没有。8,1817 - 1821年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
90. t . Martensson j·b·瓦格纳大肠Hilner et al .,“外延生长砷化铟纳米线的使用成核模板自组装形成的有机硅涂料、”先进材料,19卷,不。14日,第1806 - 1801页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
91. m . Moewe l . c .壮族s Crankshaw c .追逐和c . Chang-Hasnain”自动锋利catalyst-free纤锌矿GaAsAlGaAs nanoneedles生长在硅,”应用物理快报,卷93,不。2、文章ID 023116, 2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
92. m·t·比约克·h·施密德,c, d . Bessire et al .,“Si-InAs异质结江崎隧道二极管电流密度高,“应用物理快报,卷97,不。16日,ID 163501条,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
93. k .富冈j . Motohisa s Hara, t·福井”如果控制在纳米线的生长方向,”纳米快报,8卷,不。10日,3475 - 3480年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
94. k .富冈y小林,j . Motohisa Hara, t·福井,“选择性局部生长垂直对齐的砷化镓和砷化镓/ AlGaAs核壳纳米线在Si(111)衬底,”纳米技术,20卷,不。14日,ID 145302条,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
95. t .田中,k .富冈s Hara j . Motohisa大肠佐野和t·福井”垂直周围门晶体管使用单在纳米线生长在硅基质,”应用物理表达,3卷,不。2、文章ID 025003, 2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
96. k .富冈j . Motohisa s Hara k . Hiruma t·福井,“砷化镓/ AlGaAs核心multishell nanowire-based发光二极管在Si,”纳米快报,10卷,不。5,1639 - 1644年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2012 K。Hiruma等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。