Wachstum von Nanodrähten mittels der Metallorganischen Gasphasenepitaxie

Im Rahmen dieser Dissertation wurde das Wachstum von III/V Nanodrähten 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

Nanodrähte bezüglich der strukturellen Eigenschaften, Zusammensetzungen, Erzeugung von

Heterostrukturen und Dotierbarkeit untersucht und optimiert werden. Dabei wurde während

dieser Arbeit gerade im Bereich zur p-Dotierung von GaAs Nanodrähten ein wesentlicher

Beitrag geleistet.

Das VLS-Wachstumsmodell, welches als Grundlage dieser Arbeit diente, wurde ausführ-

lich diskutiert. Außerdem wurden einige Methoden vorgestellt, die zeigen, wie und in welcher

Form die Wachstumskeime aufgebracht und auch vorstrukturiert werden können. In dieser

Arbeit wurden hauptsächlich Gold Nanopartikel verwendet, die vor dem Wachstum aus einer

kolloidalen Lösung oder aus der Gasphase auf die Probenoberfläche deponiert wurden. Eben-

falls wurden dünne Goldfilme als Wachstumstemplate verwendet, die aufgrund ihrer Struktu-

rierbarkeit während des Aufdampfprozesses äußerst interessant sind.

GaAs ist das zentrale Materialsystem mit dem die meisten Wachstumsversuche durchge-

führt wurden. Hier fanden im Laufe dieser Arbeit detaillierte Untersuchungen bezüglich

Wachstumsrate und Strukturform statt. Kristallfehler konnten genau wie überlagertes Man-

telwachstum, was in einigen Bereichen unerwünscht ist, nahezu unterdrückt werden. Die Ab-

hängigkeit der Wachstumsrate von Wachstumstemperatur, Partikelgröße und dichte wurde

mit Hilfe von diversen REM-Aufnahmen in weiten Bereichen untersucht. Darüber hinaus ist

es gelungen, GaAs Nanodrähte 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 Nanodrähte realisiert, bei denen der In-

Gehalt kontrolliert zwischen 0 % und 100 % variiert wurde und somit den gesamten Wellen-

längenbereich zwischen InAs und GaAs abgedeckt. Zur Kompositionsbestimmung konnte die

hochauflösende Röntgendiffraktometrie für Nanodrähte erfolgreich adaptiert werden. Die

Ergebnisse wurden mittels hochauflösender TEM Charakterisierung inklusiver EDS Analysen

bestätigt.