2017, Davtyan, Arman, Krause, Thilo, Kriegner, Dominik, Al-Hassan, Ali, Bahrami, Danial, Mostafavi Kashani, Seyed Mohammad, Lewis, Ryan B., Küpers, Hanno, Tahraoui, Abbes, Geelhaar, Lutz, Hanke, Michael, Leake, Steven John, Loffeld, Otmar, Pietsch, Ullrich

Coherent X-ray diffraction imaging at symmetric hhh Bragg reflections was used to resolve the structure of GaAs/In0.15Ga0.85As/GaAs core–shell–shell nanowires grown on a silicon (111) substrate. Diffraction amplitudes in the vicinity of GaAs 111 and GaAs 333 reflections were used to reconstruct the lost phase information. It is demonstrated that the structure of the core–shell–shell nanowire can be identified by means of phase contrast. Interestingly, it is found that both scattered intensity in the (111) plane and the reconstructed scattering phase show an additional threefold symmetry superimposed with the shape function of the investigated hexagonal nanowires. In order to find the origin of this threefold symmetry, elasticity calculations were performed using the finite element method and subsequent kinematic diffraction simulations. These suggest that a non-hexagonal (In,Ga)As shell covering the hexagonal GaAs core might be responsible for the observation.

2018, Küpers, Hanno

Diese Arbeit präsentiert Untersuchungen zum Wachstum von GaAs Nanodrähten (NWs) und (In,Ga)As Hüllen mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) mit sekundärem Fokus auf den optischen Eigenschaften solcher Kern-Hülle Strukturen. Das ortsselektive Wachstum von GaAs NWs auf mit Oxidmasken beschichteten Si Substraten wird untersucht, wobei der entscheidende Einfluss der Oberflächenpreparation auf die vertikale Ausbeute von NW Feldern aufgedeckt wird. Basierend auf diesen Ergebnissen wird ein zweistufiger Wachstumprozess präsentiert der es ermöglicht NWs mit dünner und gerade Morphologie zu erhalten ohne die vertikale Ausbeute zu verringern. Für die detaillierte Beschreibung der NW Form wird ein Wachstumsmo- dell entwickelt, das die Einflüsse der Veränderung der Tropfen Größe während des Wachstums sowie direktes des Wachstums auf den NW Seitenwänden umfassend beschreibt. Dieses Wachstumsmodell wird benutzt für die Vorhersage der NW Form über einen großen Parameterraum um geeignete Bedingungen für die Realisierung von erwünschten NW Formen und Dimensionen zu finden. Ausgehend von diesen NW Feldern werden die optimalen Parameter für das Wachstum von (In,Ga)As Hüllen untersucht und wir zeigen, dass die Anordnung der Materialquellen im MBE System die Materialqualität entscheidend beeinflusst. Die dreidimensionale Struktur der NWs in Kombination mit der Substratrotation und der Richtungsabhängigkeit der Materialflüsse in MBE resultieren in unterschiedlichen Flusssequenzen auf der NW Seitenfacette welche die Wachstumsdynamik und infolgedessen die Punktde- fektdichte bestimmen. An Proben mit optimaler (In,Ga)As Hülle und äußerer GaAs Hülle zeigen wir, dass thermionische Emission mit anschließender nichtstrahlender Rekombination auf der Oberfläche zu einem starken thermischen Verlöschen der Lumineszenz Intensität führt, welches durch das Hinzufügen einer AlAs Barrierenhülle zur äußeren Hüllenstruktur erfolgreich unterdrückt werden kann. Abschließend wird ein Prozess präsentiert der das ex-situ Tempern von NWs bei hohen Temperaturen ermöglicht, was in der Reduzierung von Inhomogenitäten in den (In,Ga)As Hüllenquantentöpfen führt und in beispiellosen optischen Eigenschaften resultiert.