Stabilität von Fehlpassungsversetzungen in axial-heteroepitaktischen Nanostabstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg K. N. Lindner; Dr.-Ing. Thomas Riedl
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286465872

Heteroepitaktische Systeme gestatten es, unterschiedliche Halbleitermaterialien zu funktionellen Bauelementen zu kombinieren, die sich durch vielfältige elektronische, optische und thermoelektrische Eigenschaften auszeichnen. Durch die Verwendung nanoskaliger Abmessungen kann die Bildung von fehlpassungsbedingten Gitterdefekten in solchen Strukturen vermieden oder zumindest verringert werden, wodurch die einsetzbare Palette an Materialien und somit das Anwendungsspektrum und die Lebensdauer entsprechender Bauelemente entscheidend erweitert wird. Noch nicht ausreichend verstanden ist, wann Fehlpassungsversetzungen in welcher Konfiguration thermodynamisch stabil in heteroepitaktischen Schichten auf der axialen Fläche von Nanostäben vorliegen. Daher befasst sich das beantragte Projekt damit, stabförmige GaAs-Nanostrukturen auf Substratkristallen mittels Nanokugellithographie zu erzeugen, hierauf kristallines InAs mittels Molekularstrahlepitaxie zu züchten und darin die Stabilität von Fehlpassungsversetzungen sowohl experimentell als auch theoretisch aufzuklären. Das wichtigste Ziel ist die Aufstellung eines Modells, das unter Einbeziehung der tatsächlichen Gestalt der Strukturen die kritischen Abmessungen für den Übergang zwischen dem kohärenten und dem semikohärenten Zustand verlässlich vorhersagt. Weiterhin sollen die Gleichgewichts-Versetzungskonfiguration, insbesondere Lage und Typ der Versetzungen, und der Einfluss der endlichen chemischen Breite der Heterogrenzfläche ermittelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Dirk Reuter
• Kooperationspartner: Dr. Andras Kovacs; Dr. Karsten Tillmann