[en] SEMICONDUCTOR NANOSTRUCTURE FABRICATION IN MECHANICAL DEFECTS PRODUCED BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY
[pt] A combinação de alta densidade, locais seletivos de nucleação e controle da distribuição de tamanho de nanoestruturas semicondutoras tem acelerado o desenvolvimento de dispositivos ópticos e eletrônicos. Para construir estruturas satisfazendo essas necessidades, várias combinações de técnic...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2009
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=12973@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=12973@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.12973 |
| Summary: | [pt] A combinação de alta densidade, locais seletivos de
nucleação e controle da distribuição de tamanho de
nanoestruturas semicondutoras tem acelerado o
desenvolvimento de dispositivos ópticos e eletrônicos. Para
construir estruturas satisfazendo essas necessidades,
várias combinações de técnicas deposição de
pontos quânticos e nanolitografia foram desenvolvidas. A
nanolitografia por AFM foi aplicada em diversos materiais
abrindo uma possibilidade para fabricar
dispositivos opto-eletrônicos.Nesta tese de Doutorado,
apresentamos um estudo sistemático de crescimento de
nanoestruturas de InAs em buracos produzidos na
superfície (100) de substratos de InP por nanoindentação
com o AFM. Para isto, a ponta precisa exercer uma força no
InP que produz deformações plásticas na
superfície. A pressão aplicada entre a extremidade da ponta
de AFM e a superfície da amostra pode ser variada de modo
controlado através do ajuste de alguns parâmetros
operacionais do microscópio tais como setpoint, raio da
ponta e constante de mola do cantilever. A habilidade para
controlar a forma do padrão indentado assim como a natureza
dos defeitos cristalinos permite controlar o
crescimento seletivo de InAs por epitaxia em fase de vapor
de metais orgânicos. Também é apresentada a fabricação de
nanoestruturas de InAs/InP alinhadas em uma dimensão. A
nanoindentação é produzida pelo arraste da ponta do AFM sob
força constante ao longo das direções <100> e <110> do InP.
Observamos que o número e o tamanho das nanoestruturas
nucleadas são dependentes da distância entre as linhas
litografadas. Esses resultados sugerem que o mecanismo de
crescimento das nanoestruturas de InAs não é governado por
degraus atômicos gerados durante a indentação. Os dados
sugerem que, a densidade de defeitos induzidos
mecanicamente, tais como discordâncias e fraturas, é o
responsável pelo número de nanoestruturas nucleadas. === [en] The combination of high density, site selective nucleation,
and size
distribution control of semiconductor nanostructures has
become a challenge in the
development of effective optical and electronic devices. In
order to build structures
satisfying these requirements, various combinations of
quantum dot deposition and
nanolithography techniques have been developed. The AFM
nanolithography
technique has been applied on several materials opening a
possibility to fabricate
opto-electronic devices. In this Phd Thesis, we present a
systematic study of
growth of InAs nanostructures on pits produced on (100) InP
by nanoindentation
with the AFM. For that purpose, the AFM tip needs to exert
a force on the InP that
produces plastic deformation on the surface. The applied
pressure between the very
end of the AFM tip and the sample surface may be varied in
a controlled way by
adjusting some of the microscope operational parameters
like set point, tip radius
and cantilever normal bending constant. The ability to
control the shape of the
indentation pattern as well as the nature of the
crystalline defects allows control of
the selective growth of InAs by metal organic vapor phase
epitaxy. We also report
the fabrication of one-dimensional arrays of InAs/InP
nanostructures. The
nanoindentation is produced by dragging the AFM tip under
constant force of the
substrate, along the <100> and <110> InP crystallographic
directions. We have
observed that the number and the size of nucleated
nanostructures are dependent on
the distance between the lithographed lines. These results
suggest that the growth
mechanism of the InAs nanostructures on the pits produced
by AFM on InP is not
governed by the number of atomic steps generated during the
scratching. Instead,
the data suggests that, the density of mechanically induced
defects, like dislocations
and cracks, are responsible for the number of nucleated
nanostructures. |
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