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HL: Halbleiterphysik

HL 36: Quantenpunkte (Herstellung und Charakterisierung)

HL 36.8: Talk

Thursday, March 30, 2000, 17:45–18:00, H13

Selbstorganisierte Bildung von Quantenpunkten auf III-V Halbleiteroberflächen mittels Ionensputtern — •S. Facsko, T. Dekorsy, T. Bobek, C. Trappe und H. Kurz — Institut für Halbleitertechnik II, RWTH Aachen, Sommerfeldstr. 24, 52074 Aachen

Die kürzlich vorgestellte Selbstorganisation bei der Erosion von Halbleiterschichten mittels Ionensputtern ermöglicht eine kontrollierte Herstellung von Quantenpunkten [1]. Regelmäßig angeordnete kristalline Quantenpunkte mit Durchmessern von 18 nm und Dichten bis zu 2×10¹¹ cm⁻² entstehen während der kontinuierlichen Abtragung von III-V Halbleiteroberflächen durch Ionenbeschuß.

Die Quantenpunkte wurden auf (100) Oberflächen von GaSb und InSb durch senkrechten Ionenbeschuß mit niederenergetischen (100 eV - 2000 eV) Ar⁺ Ionen hergestellt. Nach einer Ionendosis von 4 × 10¹⁷ cm⁻² (40 s Beschußzeit) entstehen Inseln mit einem Durchmesser von 18 nm, die durch den weiteren Ionenabtrag zu einer hexagonal dichtesten Packung anwachsen. Die hexagonale Anordnung der Quantenpunkte weist eine hohe weitreichende Ordnung auf. Die Ursache dieser Selbstorganisation ist eine Oberflächeninstabilität, die durch das Zusammenspiel der krümmungsabhängigen Abtragsrate und diffusiver Prozesse an der Oberfläche hervorgerufen wird. Hierdurch wird eine diskrete Wellenlänge der Oberflächenmorphologie verstärkt, die der Periode der erzeugten Strukturen entspricht.

[1] S. Facsko, T. Dekorsy, C. Koerdt, C. Trappe, H. Kurz, A. Vogt und H.L. Hartnagel, Science 285, 1551-1553, (1999).