Atomare Struktur und elektronische Eigenschaften von GaSb-Nanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Mario Dähne
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 38273339

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem Projekt wurden die atomare Struktur und die elektronischen Eigenschaften von GaSb-Nanostrukturen in einer GaAs-Matrix mit Rastertunnelmikroskopie und -Spektroskopie an Querschnittsflächen (XSTM und XSTS) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sich vonwiegend GaSb-Quantenringe bilden, die aus nahezu 100%igem GaSb bestehen. Weiterhin wurden starke Segregationsprozesse beim Überwachsen des GaSb mit GaAs beobachtet. Durch Vergleich der Verspannungsenergien mit denen des InAs/GaAs-Systems konnte die kritische Schichtdicke für die Bildung der Quantenpunkte/ringe zu ca. 1,2 Monolagen bestimmt werden. In den spektroskopischen Untersuchungen wurde die Bandanpassung bestimmt und demonstriert, dass die Quantenringe über eine Typ-Il-Bandanpassung verfügen. Schließlich konnte das Erscheinungsbild von GaSb-Strukturen im XSTM-Bild bei unterschiedlichen Polaritäten der Tunnelspannung erklärt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Formation, atomic structure, and electronic properties of GaSb quantum dots in GaAs. Dissertation (2008)
  Rainer Timm
  
• Quantum ring formation and antimony segregation in GaSb/GaAs nanostructures. J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1492 (2008)
  R. Timm, A. Lenz, H. Eisele, L. Ivanova, M. Dähne, G. Balakrishnan, D.L. Huffaker, I. Farrer, and D.A. Ritchie
  
• Self-organized formation of GaSb/GaAs quantum rings. Phys. Rev. Lett. 101, 256101 (2008)
  R. Timm, H. Eisele, A. Lenz, L. Ivanova, G. Balakrishnan, D.L. Huffaker, and M. Dähne
  
• Contrast mechanisms in cross-sectional scanning tunneling microscopy of GaSb/GaAs type-II nanostructures. J. Appl. Phys. 105, 093718 (2009)
  R. Timm, R.M. Feenstra, H. Eisele, A. Lenz, L. Ivanova, E. Lenz, and M. Dähne
  
• Confined states of individual type-II GaSb/GaAs quantum rings studied by crosssectional scanning tunneling spectroscopy. Nano Lett. 10,3972 (2010)
  R. Timm, H. Eisele, A. Lenz, L. Ivanova, V. Vossebürger, T. Warming, D. Bimberg, 1. Farrer, D.A. Ritchie, and M. Dähne
  
• Critical thickness of the 2-dimensional to 3-dimensional transition in GaSb/GaAs(001) quantum dot growth. J. Crystal Growth 338, 103 (2012)
  H. Eisele and M. Dähne