Localização de pontos quânticos semicondutores via nanolitografia por oxidação anódica

• Main Author: Carlos Gabriel Pankiewicz
• Other Authors: Paulo Sérgio Soares Guimarães
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2009
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7YSGLU

=== Research on nanostrucured semiconductor heterostructures has remarkably increased over the last decades. The 1, 55 um emission wavelenght receives special attention due to its many applications for telecommunications. Recent studies have shown that InAs and InGaAs semiconductor quantum dots (QDs) grown on InP substrate are useful tools for the construction of optical devices working on that wavelenght range. However, when using the most well known quantum dot growth technnique, the Stranski-Krastanov self-assembled quantum dots technnique, the dots grow at random with no control of their site of formation whatsoever. In sight of those facts, this work was made with the objective of achieving site control of InAs and In0,53Ga0,47As semiconductor quantum dots grown on InP substrate. The Anodic Oxidation Nanolithography (AON) is used for surface patterning. Nano-sized oxide dots are made over the InP surface using an Atomic Force Microscope (AFM). Chemical removal of those oxide dots leads to the formation of pits at the site of oxidation and completes the patterning process. The pits work as nucleation sites for the semiconductor quantum dots. AFM images showed relative difficulty on InAs QD nucleation at the pre-determined sites but, on the other hand, satisfatory results for InGaAs. The perfect lattice match between InP and In0,53Ga0,47As allows partial filling of the pits, favouring QD positioning on pre-determined sites. Photoluminescence measurements are about to be carried out in order to verify the quantum dots properties of this structure. === Ultimamente tem havido um intenso interesse nas pesquisas sobre heteroestruturas semicondutoras nanoestruturadas. A faixa de emissão de comprimento de onda em torno de 1,55  µm recebe atenção especial por ser de fundamental importância na área de telecomunicações. Estudos recentes indicam que pontos quânticos (QDs) semicondutores de InAs ou de InGaAs crescidos sobre substrato de InP se mostram adequados para a construção de dispositivos ópticos para operar nessa faixa de comprimentos de onda. No entanto, a técnica mais conhecida de crescimento de pontos quânticos, a técnica de crescimento auto-organizado no modo de Stranski-Krastanov, não prevê nenhum controle sobre a posição onde cada ponto quântico é formado. Tendo em vista os fatos citados, o objetivo deste trabalho é localizar pontos quânticos semicondutores de InAs e In0,53Ga0,47As crescidos sobre substrato de InP em posições pré-determinadas. A ferramenta usada para esse objetivo é a nanolitografia por oxidação anódica. Com a ajuda de um Microscópio de Força Atômica (AFM) são feitos pontos de Óxidos de dimensões nanométricas na superfí­cie do InP e após a remoção do Óxido por uma solução ácida restam pequenas depressões nas regiões oxidadas. Essas depressões funcionariam como pontos de nucleação para os pontos quânticos de InAs e de InGaAs. Imagens de AFM mostram dificuldade de nucleação dos QDs de InAs, mas mostram resultados promissores para o InGaAs. O casamento de parâmetro de rede entre InP e In0,53Ga0,47As permite o preenchimento parcial das depressões, favorecendo a formação dos QDs nas posições pré-determinadas. Futuras medidas de fotoluminescência serão feitas com o objetivo de confirmar a formação de tais estruturas.