Ultrathin ZnO nanowires fabricated by using low-temperature pulsed laser deposition

doi:10.26565/2222-5617-2018-28-4

A. Shkurmanov Peter Grünberg Institute for Semiconductor Nanoelectronics (PGI-9), Research Center Jülich, 52425 Jülich, Germany (previously: Felix-Bloch-Institute for Solid State Physics, Universität Leipzig, Linnéstraße 5, 04103 Leipzig, Germany)

DOI: https://doi.org/10.26565/2222-5617-2018-28-4

Ключові слова: нанопроволоки, ZnO, імпульсно-лазерне осадження

Анотація

Нанодроти з ZnO використовуються в якості ключових елементів для розробки численних пристроїв, таких як світловипромінювачі, сенсори тиску газу, резонатори і багато інших. Для інтеграції нанодротів в такі пристрої потрібна висока точність в регулюванні їх діаметра. Більш того, температура зростання нанодротів грає ключову роль для їх інтеграції. Дані про особливості росту нанодротів при температурах нижче T = 550 ° C і інформація про механізми їх зростання дуже обмежені. У цій роботі доведена можливість регулювання діаметра нанодротів за допомогою використання підкладок, легованих Al або Ga. Встановлено, що варіація концентрації домішок в підкладці дозволяє оптимізувати температуру зростання нанодротів. Показано, що можуть бути виготовлені ультратонкі нанодроти з діаметром d <10 nm при температурі T = 400 ° C. Ця температура значно нижче значення, яке зазвичай використовується для зростання нанодротів методом імпульсно-лазерного осадження

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

1. V. A. Coleman and C. Jagadish, Basic Properties and Applications of ZnO, edited by C. Jagadish and S. Pearton, The Netherlands, Amsterdam, Elsevier Limited, Chapter 1, (2006).
2. A. R. Hutson, Phys. Rev. Lett., 4, 10, 505, (1960).
3. C. P. Dietrich and M. Grundmann, Wide Band Gap Semiconductor Nanowires: Low-Dimensionality Effects and Growth, edited by V. Consonni and G. Feuillet, USA, Hoboken, Wiley-ISTE, Chapter 22, (2014).
4. M. Grundmann, The Physics of Semiconductors, Germany, Heidelberg, Springer-Verlag, 3 edition, (2016).
5. S. Xu, et al., Adv Mater., 22, 4749, (2010).
6. J. Mei, et al., Procedia Eng., 47, 462, (2012).
7. R. Dauksevicius, et al., Procedia Eng., 120, 896, (2015).
8. Z.L. Wang, Mater. Sci. Eng. R, 64, 33, (2009).
9. S. M. Frolov, et al., MRS Bulletin, 38, 809, (2013).
10. J. S. Horwitz and J. A. Sprague, Pulsed Laser Deposition of Thin Films, edited by D. B. Chrisey and G. K. Hubler, USA, New York, 229, Wiley-Interscience, (1994).
11. M. Lorenz, Zinc oxide as transparent electronic material and its application in thin film solar cells, edited by K. Ellmer, A. Klein and B. Rech, Germany-USA, Berlin-Heidelberg-New York, Springer, Chapter 6, (2006).
12. A. Shkurmanov, et al., Nanoscale Res. Lett., 12, 134, (2017).
13. M. Lorenz, et al., Appl. Phys. Lett., 86, 14, 143113, (2005).
14. A. Shkurmanov, et al., Procedia Eng., 168, 1156, (2016).
15. T. Michalsky, et al., Eur. Phys. J. Appl. Phys., 74, 30502, (2016).
16. M. Willander, et al., Nanotechnology, 20, 332001, (2009).
17. S. Käbisch, et al., Appl. Phys. Lett., 23,10, (2013).
18. S. Sedky, et al., IEEE Trans. on Elec. Dev., 48, 2, 377, (2001).
19. H. Ghayour, et al., Vacuum, 86, 101, (2011).
20. A. Patterson, Phys. Rev., 56, 978, (1939).
21. A. P. Samantilleke, et al., Nanoscale Res. Lett., 6, 309, (2011).
22. A. Rahm, et al., Appl. Phys. Lett., 88, 31, (2007).
23. Y. W. Heo, et al., J Nanosc. Nanotech. 14, 12, 9020, (2014).
24. A.N. Mariano and R.E. Hanneman, J. App. Phys., 34, 2, 384, (1963).
25. A.A. Chernov, Modern crystallography III – Crystal Growth, edited by E. Givargizov, Germany, Berlin-Heidelberg, Springer, (1984).
26. J.M. Ting, et al., J. Am. Ceram. Soc. 92, 11, 2718, (2009).
27. A. Shkurmanov, ZnO-based nanostructures by PLD: growth mechanism, doping and geometry, Universität Leipzig, 2017