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search.filters.applied.f.access: openAccess × Subject: heterostructures × Subject: molecular beam epitaxy × WGL Institute: PDI ×

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    Axial GaAs/Ga(As, Bi) nanowire heterostructures
    (Bristol : IOP Publ., 2019) Oliva, Miriam; Gao, Guanhui; Luna, Esperanza; Geelhaar, Lutz; Lewis, Ryan B
    Bi-containing III-V semiconductors constitute an exciting class of metastable compounds with wide-ranging potential optoelectronic and electronic applications. However, the growth of III-V-Bi alloys requires group-III-rich growth conditions, which pose severe challenges for planar growth. In this work, we exploit the naturally-Ga-rich environment present inside the metallic droplet of a self-catalyzed GaAs nanowire (NW) to synthesize metastable GaAs/GaAs1-xBi x axial NW heterostructures with high Bi contents. The axial GaAs1-xBi x segments are realized with molecular beam epitaxy by first enriching only the vapor-liquid-solid (VLS) Ga droplets with Bi, followed by exposing the resulting Ga-Bi droplets to As2 at temperatures ranging from 270 °C to 380 °C to precipitate GaAs1-xBi x only under the NW droplets. Microstructural and elemental characterization reveals the presence of single crystal zincblende GaAs1-xBi x axial NW segments with Bi contents up to (10 ± 2)%. This work illustrates how the unique local growth environment present during the VLS NW growth can be exploited to synthesize heterostructures with metastable compounds. © 2019 IOP Publishing Ltd.
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    Growth of graphene/hexagonal boron nitride heterostructures using molecular beam epitaxy
    (Berlin : Humboldt-Universität zu Berlin, 2018) Nakhaie, Siamak
    Zweidimensionale (2D) Materialien bieten eine Vielzahl von neuartigen Eigenschaften und sind aussichtsreich Kandidaten für ein breites Spektrum an Anwendungen. Da hexagonales Bornitrid (h-BN) für eine Integration in Heterostrukturen mit anderen 2D Materialien geeignet ist, erweckte dieses in letzter Zeit großes Interesse. Insbesondere van-der-Waals-Heterostrukturen, welche h-BN und Graphen verbinden, weisen viele potenzielle Vorteile auf, verbleiben in ihrer großflächigen Herstellung von kontinuierlichen Filmen allerdings problematisch. Diese Dissertation stellt eine Untersuchung betreffend des Wachstums von h-BN und vertikalen Heterostrukturen von Graphen und h-BN auf Ni-Substraten durch Molekularstrahlepitaxie (MBE) vor. Zuerst wurde das Wachstum von h-BN mittels elementarer B- und N-Quellen auf Ni als Wachstumssubstrat untersucht. Kristalline h-BN-Schichten konnten durch Raman-spektroskopie nachgewiesen werden. Wachstumsparameter für kontinuierliche und atomar dünne Schichten wurden erlangt. Das Keimbildungs- und Wachstumsverhalten so wie die strukturelle Güte von h-BN wurden mittels einer systemischen Veränderung der Wachstumstemperatur und -dauer untersucht. Die entsprechenden Beobachtungen wie der Änderungen der bevorzugten Keimbildungszentren, der Kristallgröße und der Bedeckung des h-BN wurden diskutiert. Ein Wachstum von großflächigen vertikalen h-BN/Graphen Heterostrukturen (h-BN auf Graphen) konnte mittels einem neuartigen, MBE-basierenden Verfahren demonstriert werden, welche es h-BN und Graphen jeweils erlaubt sich in der vorteilhaften Wachstumsumgebung, welche von Ni bereitgestellt wird, zu formen. In diesem Verfahren formt sich Graphen an der Schnittstelle von h-BN und Ni durch Präzipitation von zuvor in der Ni-Schicht eingebrachten C-Atomen. Schließlich konnte noch ein großflächiges Wachstum von Graphen/h-BN-Heterostrukturen (Graphen auf h-BN) durch das direkte abscheiden von C auf MBE-gewachsenen h-BN gezeigt werden.