Bottom-up Approach to the Nanopatterning of Si(001)

  • R. Koch
Chapter
Part of the NanoScience and Technology book series (NANO)

Abstract

The fabrication of single-crystal semiconductor nanostructures which—due to their atomic-like discrete energy levels—are suitable for laser applications, has been a topic of intense research since the early 1990s (Mo et al., Phys. Rev. Lett. 65, 1020, 1990; Eaglesham and Cerullo, Phys. Rev. Lett. 64, 1943, 1990; Lott et al., Electron. Lett. 36, 1384, 2000). A drawback of the common preparation procedure of such quantum dots, namely film growth by the Stranski–Krastanow (SK) mode, is the nonuniform size distribution that broadens the optical spectra compared to quantum-well devices. We follow an alternative approach based on the growth on patterned substrates, which promises dense, uniformly sized, spatially ordered, and wetting-layer-free quantum dot arrays. This article reviews our recent studies on the nanopatterning of Si(001).

Keywords

Monte Carlo Scanning Tunneling Microscopy Ultra High Vacuum Scanning Tunneling Microscopy Image Vacancy Island 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.
This is a preview of subscription content, log in to check access.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Y.-W. Mo, D.E. Savage, B.S. Swartzentruber, M.G. Lagally, Phys. Rev. Lett. 65, 1020 (1990) CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    D.J. Eaglesham, M. Cerullo, Phys. Rev. Lett. 64, 1943 (1990) CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    J.A. Lott, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, N.A. Maleev, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, M.V. Maximov, B.V. Volovik, Z.I. Alferov, D. Bimberg, Electron. Lett. 36, 1384 (2000) CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    I.N. Stranski, L. Krastanow, Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Abt. IIb 146, 797 (1937) Google Scholar
  5. 5.
    G. Wedler, J. Walz, T. Hesjedal, E. Chilla, R. Koch, Phys. Rev. Lett. 80, 2382 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    D.M. Schaadt, S. Krauß, R. Koch, K.H. Ploog, Appl. Phys. A 83, 267 (2006) CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    X. Deng, J.D. Weil, M. Krishnamurthy, Phys. Rev. Lett. 80, 4721 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    D. Leonard, M. Krishnamurthy, C.M. Reaves, S.P. Denbaars, P.M. Petroff, Appl. Phys. Lett 63, 3203 (1993) CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    G. Springholz, T. Schwarzl, W. Heiss, M. Aigle, H. Pascher, I. Vavra, Appl. Phys. Lett. 79, 1225 (2001) CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    H. Kirmse, R. Schneider, M. Rabe, W. Neumann, F. Henneberger, Appl. Phys. Lett. 72, 1329 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    J.A. Floro, G.A. Locadomo, E. Chason, L.B. Freund, M. Sinclair, R.D. Twesten, R.Q. Hwang, Phys. Rev. Lett. 80, 4717 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    M. Grundmann, J. Christen, N.N. Ledentsov, J. Böhrer, D. Bimberg, S.S. Ruvimov, P. Werner, U. Richter, U. Gösele, J. Heydenreich, V.M. Ustinov, A.Y. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop’ev, Z.I. Alferov, Phys. Rev. Lett. 74, 4043 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, R. Hak, D. Nicolaescu, A. Fang, M. Paniccia, Nature 433, 292 (2005) CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005) CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    T.I. Kamins, R.S. Williams, Appl. Phys. Lett. 71, 1201 (1997) CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    G. Jin, J.L. Liu, S.G. Thomas, Y.H. Luo, K.L. Wang, B.-Y. Nguyen, Appl. Phys. Lett. 75, 2752 (1999) CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    T. Kitajima, B. Liu, S.R. Leone, Appl. Phys. Lett. 80, 497 (2002) CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Z. Zhong, A. Halilovic, T. Fromherz, F. Schäffler, G. Bauer, Appl. Phys. Lett. 82, 4779 (2003) CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    B. Yang, F. Liu, M.G. Lagally, Phys. Rev. Lett. 92, 025502 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Y.H. Xie, S.B. Samavedam, M. Bulsara, T.A. Langdo, E.A. Fitzgerald, Appl. Phys. Lett. 71, 3567 (1997) CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    M. Kammler, R. Hull, M.C. Reuter, F.M. Ross, Appl. Phys. Lett. 82, 1093 (2002) CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    R. Koch, G. Wedler, J.J. Schulz, B. Wassermann, Phys. Rev. Lett. 87, 136104 (2001) CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    J. Tersoff, R.M. Tromp, Phys. Rev. Lett. 70, 2782 (1993) CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, P.S. Kop’ev, D. Bimberg, Phys. Rev. Lett. 75, 2968 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    E. Pehlke, N. Moll, A. Kley, M. Scheffler, Appl. Phys. A 65, 525 (1997) CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    K. Müller, E. Lang, L. Hammer, W. Grimm, P. Heilmann, K. Heinz, in Determination of Surface Structure by LEED, ed. by P.M. Marcus, F. Jona (Plenum, New York, 1984), p. 483 Google Scholar
  27. 27.
    H. Niehus, U.K. Köhler, M. Copel, J.E. Demuth, J. Microsc. 152, 735 (1988) Google Scholar
  28. 28.
    H.J.W. Zandvliet, H.K. Louwsma, P.E. Hegeman, B. Poelsema, Phys. Rev. Lett. 75, 3890 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    F.-K. Men, A.R. Smith, K.-J. Chao, Z. Zhang, C.-K. Shi, Phys. Rev. B 52, R8650 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    H.Q. Yang, C.X. Zhu, J.N. Gao, Z.Q. Xue, S.J. Pang, Surf. Sci. 412/413, 236 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    M.-H. Tsai, Y.-S. Tsai, C.S. Chang, Y. Wei, I.S.T. Tsong, Phys. Rev. Lett. 56, 7435 (1997) Google Scholar
  32. 32.
    A. Ney, J.J. Schulz, C. Pampuch, L. Peripelittchenko, R. Koch, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 775, P9.17.1 (2003) Google Scholar
  33. 33.
    V. Feil, H.J.W. Zandvliet, M.-H. Tsai, J.D. Dow, I.S.T. Tsong, Phys. Rev. Lett. 69, 3076 (1992) CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    M. Chander, Y.Z. Li, D. Rioux, J.H. Weaver, Phys. Rev. Lett. 71, 4154 (1993) CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    Y. Wei, L. Li, I.S.T. Tsong, Appl. Phys. Lett. 66, 1818 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    A. Ney, J.J. Schulz, C. Pampuch, L. Peripelittchenko, R. Koch, Surf. Sci. Lett. 520, L633 (2002) CrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    A. Ishizaka, Y. Shiraki, J. Electrochem. Soc. 133, 666 (1986) CrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    P.C. Weakliem, Z. Zhang, H. Metiu, Surf. Sci. 336, 303 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    A. Natori, R. Nishiyama, H. Yasunaga, Surf. Sci. 397, 71 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    C.V. Ciobanu, D.T. Tambe, V.B. Shenoy, Surf. Sci. 556, 171 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  41. 41.
    R. Koch, Surf. Sci. 600, 4694 (2006) CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008

Authors and Affiliations

  • R. Koch

There are no affiliations available

Personalised recommendations