Regensburg 2002 – scientific programme
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O: Oberflächenphysik
O 20: Gaedepreisvortrag
O 20.1: Invited Talk
Tuesday, March 12, 2002, 14:30–15:15, H36
Selbstorganisation von Nanostrukturen in der Halbleiterheteroepitaxie — •Christian Teichert — Montanuniversität Leoben, A-8700 Leoben, Austria
Lange Zeit waren die Anstrengungen in der Oberflächen-, Dünnschicht- und Vakuumphysik bevorzugt auf die Erzeugung atomar glatter Oberflächen und dünner Schichten gerichtet. Im Zuge der voranschreitenden Miniaturisierung sind nun die dabei unerwünschten, kinetisch oder thermodynamisch verursachten dreidimensionalen Oberflächenstrukturen in den Blickpunkt der Forschung gerückt. Insbesondere bietet sich die Ausnutzung von Selbstorganisationsphänomenen während der Bildung dieser Strukturen als eine effiziente Methode zur Erzeugung von nanostrukturierten Oberflächen an. Dieses wird am Modellsystem des Stranski-Krastanov-Wachstums von Si1−xGex-Schichten auf Si(001)-Substraten demonstriert, bei dem eine Serie verspannungsinduzierter Morphologie-Änderungen wie Oberflächenrekonstruktion, Bildung unterschiedlich facettierter Kristallite und schliedie Ausbildung eines Versetzungsnetzwerks durchlaufen wird. Mittels Rasterkraftmikroskopie wird gezeigt, wie sich durch gezielte Variation der Substratfehlorientierung unter Ausnutzung des Wechselspiels dieser Mechanismen verschiedene periodische Oberflächenmuster mit lateralen Abmessungen unterhalb von hundert Nanometer erzeugen lassen. Durch Wachsen von Si1−xGex/Si-Multischichten können dabei auch räumlich periodische Kristallitanordnungen entstehen. Die der Selbstorganisation zugrunde liegenden Mechanismen lassen sich im Rahmen der Kontinuumselastizitätstheorie erklären. Da die Nanostrukturanordnungen den gesamten Si-Wafer überdecken, können sie als groächige, nanostrukturierte Substrate für verschiedenste Anwendungen genutzt werden. Dieses wird für den Fall der Herstellung von Nanomagnetanordnungen durch Schrägbedampfung von Co auf einem nanofacettierten SiGe-Film vorgestellt.