Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 31: Hauptvortrag

O 31.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 14:30–15:15, B

Wachstum und Charakterisierung epitaktischer Isolator-Halbleiter-Nanostrukturen — •Joachim Wollschläger — Institut für Festkörperphysik, Universität Hannover, Appelstr. 2, D-30167 Hannover

Quanteneffekte von Nanostrukturen bieten die Möglichkeit elektronische Bauelemente mit vollkommen neuartigen Eigenschaften herzustellen. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Strukturen sind Isolatorschichten, die als Tunnelbarrieren dienen und aufgrund der eingeschränkten Dimension hohe Qualitätsanforderungen erfüllen müssen. Sehr vielverspechend sind in diesem Bereich aufgrund der geringen Fehlanpassung CaF₂-Schichten in Kombination mit Si-Substraten. Daher haben wir mit STM und UHV-AFM das Wachstum epitaktischer CaF₂-Schichten auf verschieden fehlorientierten Si-Substraten untersucht. Im Submonolagenbereich sind Terrassen- und Stufennukleation die wesentlichen Wachstumsprozesse. Aufgrund der CaF₂-Schichtorientierung stellen die Stufen im weiteren Prozess dagegen Wachstumsbarrieren dar, die ein laminares Wachstum im Step-Flow-Mode verhindern. Dennoch lassen sich - je nach Substratorientierung - Parameter finden, bei denen man homogene Schichten herstellen kann. Hierfür ist die genaue Kenntnis der Hierarchie der Diffusionsbarrieren auf den verschiedenen Bereichen wie Si-Substrat, CaF-Grenzfläche und auf den CaF₂-Lagen von entscheidender Bedeutung, die wir aus unseren Experimenten bestimmt haben. Untersuchungen mit Synchrotronstrahlung zeigen, dass die Stöchiometrie der Grenzfläche für die Orientierung der gesamten Schicht wesentlich ist.