Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

LösungenL26: Morphologie-Analyse von Halbleiter-NanostrukturenL26: Morphologie-Analyseselbstorganisierter Halbleiter-Nanostrukturen mittels AFMBeim Wachstum von Halbleiterschichten aufeinkristallinen Substraten können aufgrund unterschiedlicherGitterkonstanten dreidimensionalefacettierte Kristallite entstehen, die oft eine quasiperiodischeOrdnung zeigen. Mittels Rasterkraftmikroskopielassen sich sowohl Form und Größeder einzelnen Nanostrukturen mit hoher Präzisionermitteln als auch der Grad der Selbstorganisationbestimmen.In Abb. 1 sind rasterkraftmikroskopische Aufnahmenvon zwei selbstorganisierten Anordnungenfacettierter SiGe-Kristallite auf einem Silizium-Substratgezeigt. In beiden Fällen besitzen die pyramidenartigenStrukturen {105}-Facetten, die gegenüberder nominalen Oberfläche um 11° geneigtsind. Im ersten Fall (Abb. 1a, b) handelt sich umeine dichtgepackte Anordnung dieser vierseitigenPyramiden, die durch den Abbau von Verspannungenbeim Wachstum von SiGe /Si-Multischichtenentsteht. In dem dazugehörigen Powerspektrum(Quadrat der Fouriertransformation der gemessenenTopographie z (x,y), siehe Einsatz Abb. 1a) sindvier Peaks zu erkennen, aus deren Lage im reziprokenRaum die mittlere Größe der quadratischenPyramidenbasis zu 80 nm x 80 nm bestimmbarist. Im zweiten Fall (Abb. 1c, d) führt das Wechselspielvon Versetzungs- und Kristallitbildung zueiner schachbrettförmigen Anordnung vierzähligerPyramiden, die durch ebenfalls {105}-facettierteGruben getrennt sind.Abbildung 1:Rasterkraftmikroskopie-Aufnahmen vonselbstorganisierten SiGe-Oberflächenmit zugehörigen Powerspektren undhochauflösenden Aufnahmen in dreidimensionalerDarstellung (siehe Text).Abbildung 2:(a) AFM-Aufnahme eines 200 nmdicken Paraquaterphenyl-Films aufAu(111) mit unterschiedlich orientiertenKristallitanordnungen. (b) SkelettartigeAnordnung von einkristallinen Nadelnin Parahexaphenylschicht auf einerTiO 2 (110)-Oberfläche. In Zusammenarbeitmit dem Institut für Festkörperphysik,TU Graz (a) und dem Institut fürPhysik, KFU Graz (b).182Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005