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Peter Grünberg Institut
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Dreidimensionale Ge-Quantenpunktkristalle

Große Anstrengungen werden für die Schaffung künstlicher Materialien für die Realisierung zukünftiger Bauelemente unternommen. In diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines künstlichen Materialsystems, den sogenannten Ge-Quantenpunktkristallen.

Die Formation dieser Quantenpunktkristalle basiert auf der Selbstorganisation dieser Quantenpunkte auf vorstrukturierten Si-Substraten, so dass sich geordnete dreidimensionale Ge-Quantenpunktanordnungen (Quantenpunktkristalle) mit lateralen Periodizitäten zwischen 100 – 35 nm bilden. Experimentelle und theoretische Studien zeigen, dass - aufgrund der modifizierten Struktur - diese Quantenpunktkristalle stark veränderte elektronische und phononische Eigenschaften im Vergleich zu SiGe-Heterostrukturen oder ungeordneten Ge-Quantenpunkten besitzen. Außerdem erwarten wir substantielle Änderungen der Energiestruktur der Ge-Quantenpunktkristalle für Quantenpunktabstände kleiner 20 nm.

Ge-dot-array-Fig1Abb 1: Bild eines 3-dimensionalen Ge Quantendotkristalls. Das Bild ist aus zwei TEM Bildern und einem AFM Bild zusammengesetzt.

Ge-dot-array-Fig2Abb. 2: PL Spektrum eines Ge Quantenpunkt-Kristalls. Neben dem PL Signal vom Si Substrat findet man ein starkes Signal der Ge Quantenpunkte auf der niederenergetischen Seite.

Ge-dot-array-Fig3Abb. 3: Simulation der Energiestruktur eines Ge-Quantenpunktes in einer Si Matrix. Die Berechnung wurde mit Hilfe des NextNano Simulationsprogramms durchgeführt.

Referenzen:

[1] H. H. Solak,
Nanolithography with coherent extreme ultraviolet light,
J. Phys. D: Appl. Phys. 39(10), R171–R188 (2007)

[2] C. Dais, H. H. Solak, Y. Ekinci, E. Müller, H. Sigg, D. Grützmacher,
Ge quantum dot molecules and crystals: Preparation and properties,
Surface Science 601 2787 (2007)

[3] C. Dais, G. Mussler, H. Sigg, T. Fromherz, V. Auzelyte, H. H. Solak, D. Grützmacher,
Photoluminescence studies of SiGe quantum dot arrays prepared by templated self-assembly,
European Phys. Lett. 84, 67017 (2008)

[4] C. Dais, G. Mussler, H. Sigg, E. Müller, H. H. Solak, D. Grützmacher,
Evolution and stability of ordered SiGe islands grown on patterned Si(100) substrates,
J. Appl. Phys. 105, 122405 (2009)

[5] G. Rinke, G. Mussler, J. Gerharz, J. Moers, D. Grützmacher,
Growth of Ge dots on templated Si substrates with diffusion-altered holes,
European Phys. Lett. 85, 58002 (2009)

[6] D. Grützmacher, T. Fromherz, C. Dais, J. Stangl, E. Müller, Y. Ekinci, H. H. Solak, H. Sigg, R. T. Lechner, E. Wintersberger, S. Birner, V. Holy, G. Bauer,
Three-dimensional Si/Ge quantum dot crystals,
Nano Lett., 7, 3150 (2007)

[7] V. Holy, J. Stangl, T. Fromherz, R. T. Lechner, E. Wintersberger, G. Bauer, C. Dais, E. Müller, D. Grützmacher,
X-ray diffraction investigation of a three-dimensional Si/SiGe quantum dot crystal,
Phys. Rev. B 79, 035324 (2009)

[8] S. Birner, T. Zibold, T.Andlauer, T. Kubis, M. Sabathil, A. Trellakis, P. Vogl,
nextnano: General purpose 3-D simulations,
Transactions on Electron Devices 54, 2137 (2007)


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