Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 10: Si/Ge

HL 10.13: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 19:00–19:15, H13

Maßgeschneiderte Germanium-Quantenpunkte durch Nukleation auf C/Si(001) — •O. Leifeld¹, D. Grützmacher¹, B. Müller² und K. Kern³ — ¹Institut für Mikro- und Nanostrukturen, Paul Scherrer Institut, CH-5232 Villigen-PSI — ²Institut für Quantenelektronik, ETH Zürich, CH-8093 Zürich — ³Institut de Physique Expérimentale, EPF Lausanne, CH-1015 Lausanne

Die Oberflächenstruktur von C-belegten Si(001)- Wafern wurde in situ mittels Rastertunnelmikroskopie (STM) vermessen. STM-Bilder zeigen eine c(4x4)-Überstruktur, die mit RHEED (Reflection High-Energy Electron Diffraction) verifiziert wurde. Der Anteil dieser Überstruktur steigt mit steigender C-Bedeckung, ein Beweis, daß sie durch C-Atome hervorgerufen wird. C bewirkt eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit von Si(001). Auf dieser Oberfläche wurde Ge epitaktisch aufgewachsen. Zwar ändert die C-Belegung den Wachstumsmodus (Stranski-Krastanov) nicht, verschiebt aber den Übergang von 2D- zu 3D-Wachstum zu deutlich niedrigeren Ge-Bedeckungen, was zu kleineren 3D-Inseln und einer höheren Dichte führt. Durch die Wahl der C- und Ge-Bedeckungen können Größe und Dichte der Quantenpunkte gezielt eingestellt werden. Die Quantenpunkte haben eine quadratische oder rechteckige Grundfläche und zeigen (105)-Facetten wie die bekannten ’Hut-Cluster’ auf reinem Si(001). Sie sind jedoch nicht spitz, sondern tragen oben eine flache (001)-Facette mit unsymmetrischen Ge-Dimerreihen und fehlenden Dimeren. D. h., die Verspannung in den Ge Clustern ist nicht vollständig abgebaut.