Origem e estabilidade de nanoestruturas de InAs sobre ligas de InP e InGaAs

• Main Author: Nieto González, Luis
• Other Authors: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: [s.n.] 2007
• Subjects: Microscopia de força atômica; Nanofios; Pontos quânticos; Nanoestrutura; Microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução; Processo de crescimento; Nanosensores; Atomic force microscopy; Nanowires; Quantum dots; Nanostructures; High resolution transmission electron microscopy; Growth process; Nanosensors
• Online Access: NIETO GONZÁLEZ, Luis. Origem e estabilidade de nanoestruturas de InAs sobre ligas de InP e InGaAs. 2007. 78f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/278482>. Acesso em: 17 ago. 2018.; http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278482

Orientador: Mônica Alonso Cotta === Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin === Made available in DSpace on 2018-08-17T22:17:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NietoGonzalez_Luis_D.pdf: 3428571 bytes, checksum: 13775c720d8ebcf8c855b532ae715b49 (MD5) Previous issue date: 2007 === Resumo: Neste trabalho estudamos os mecanismos de crescimento durante a epitaxia por feixe químico de nanoestruturas III-V baseadas no sistema InAs/InP. Particularmente, foram estudados nanofios e ilhas de InAs sobre uma camada buffer InP(001) e nanofios de InAs sobre uma matriz de InGaAs/InP (com mesmo parâmetro de rede). Apresentaremos, nesta tese, as diferenças e similaridades destes sistemas quanto a condições de crescimento, distribuição de tamanho, forma e os efeitos de volume da camada de InGaAs sobre as nanoestruturas de InAs quando comparadas ao sistema InAs/InP. Nossa escolha do InGaAs/InP como camada buffer para a nucleação dos fios de InAs, foi feita porque facilitaria a utilização deste sistema em diversas aplicações, proporcionando maior flexibilidade no desenho dos dispositivos. Por outro lado, este material abre a possibilidade de controlar as características das nanoestruturas através das propriedades de bulk e superficiais da liga ternária InGaAs. Além disso, ligas ternárias podem exibir efeitos de volume que afetam suas propriedades superficiais. Estes fenômenos podem afetar a nucleação dos fios quânticos e por isso foram objeto de nosso estudo. Para isso utilizamos e correlacionamos medidas in situ de difração de elétrons de alta energia (RHEED), microscopia de força atômica (AFM) e eletrônica de transmissão (TEM), com os resultados obtidos por difração de raios X com incidência rasante (GIXD). Verificamos, deste modo, tanto a influência das condições de crescimento, como o comportamento da relaxação da energia elástica nas nanoestruturas. Com todos estes resultados mostramos como acontece a evolução da deformação nos nanofios e pontos quânticos de InAs/InP e como acontecem as transições de forma entre estes dois tipos de nanoestruturas, em função das condições de crescimento e tipo de superfície do substrato utilizado. Mostramos, também que a introdução de um composto ternário (InGaAs) entre o InAs e o InP não afeta significativamente a forma e tamanho das nanoestruturas quando comparadas ao caso InAs/InP. Em particular, a interdifusão gerada por variações locais da composição na camada buffer em nanofios de InAs pode ser minimizada através de mudanças nas condições de crescimento do InGaAs === Abstract: In this work we study the growth mechanisms of III-V nanostructures by chemical beam epitaxy (CBE) based on the InAs/InP materials system. Particularly, nanowires and nanodots of InAs on InP (001) and InAs nanowires on InGaAs/InP (lattice matched) buffer layers were studied. The differences and similarities of these systems are presented in this text, as a function of growth conditions, size distribution, as well as the bulk effects of the InGaAs layer on InAs nanostructures when compared to the InAs/InP system. Our choice of InGaAs/InP buffer layer for InAs nanowire nucleation was due to the possible use of this system in many applications, providing greater flexibility in device design. Furthermore, this material opens up the possibility of controlling nanostructures characteristics through bulk and surface properties of the InGaAs ternary alloy. In other hand, ternary alloys may present volume effects that affect their surface properties. These phenomena can affect quantum wires nucleation and thus became one of the subjects of our study. With these goals in mind, we have correlated in situ high-energy electrons diffraction (RHEED) measurements, atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM) images with the results obtained by grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). We report here the influence of the growth conditions on nanostructure shape as well as the behavior of elastic energy relaxation within the nanostructures. Our results show how the evolution of deformation within InAs/InP nanowires and quantum dots occur and how the shape transition between these two types of nanostructures depend on the growth conditions and the substrate surface type used. We also show that the introduction of a ternary compound (InGaAs) between InAs and InP does not significantly affect the shape and size of nanostructures as compared to the InAs / InP case. In particular, the interdifusion generated in InAs nanowires by local variations in the buffer layer composition can be minimized through changes in InGaAs growth conditions === Doutorado === Estrutura de Líquidos e Sólidos; Cristalografia === Doutor em Ciências