Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
HL 3.6 Mo 11:30 H17
Multi-Dot Floating-Gates in MOSFETS for Nonvolatile
Memories - Their Ion Beam Synthesis and Morphology —
•T. Müller 1 , K.-H. Heinig 1 , C. Bonafos 2 , H Coffin 2 , G.
Ben Assayag 2 , S. Schramm 2 , G Zanchi 2 , A. Claverie 2 , M.
Tence 3 , and C. Colliex 3 — 1 Forschungszentrum Rossendorf, Institut
für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Dresden, Germany —
2 CNRS/CEMES, Toulouse, France — 3 Laboratoire de Physique des
Solides, Universite Paris-Sud, Orsay, France
Scalability and performance of current FLASH memories could be improved
substantially by novel devices based on Multi-Dot Floating Gate
MOSFETS. Here, we present experimental and theoretical studies on
the low-energy ion beam synthesis of narrow Si nanocrystal (NC) layers
embedded in thin SiO2 films. NCs are produced by Si + implantation
into SiO2 and subsequent thermal treatment during which Si phase separates
from the supersaturated SiO2. Till now, the study of the phase
separation suffered from the weak mass contrast in TEM between the
Si and SiO2 phases. In this contribution, we investigate the morphology
of the Si quantum dot floating gate by Energy Filtered Scanning Transmission
Electron Microscopy (EFSTEM). A comparison of the observed
Si pattern with predictions of kinetic lattice Monte Carlo (MC) simulations
has been performed. It was found that the morphology of the
synthesized multi-dot Si floating gate changes with increasing ion fluence
(Si concentration) from isolated, spherical NCs to percolated structures.
The pattern of the phase separated Si predicted by kinetic Monte Carlo
simulations and observed by Electron Microscopy agree remarkably well.
HL 3.7 Mo 11:45 H17
Piezoelectric effect on confining potentials of gate-induced
quantum wires — •D. Schuster, Ch. Heyn, and W. Hansen
— Institut für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung,
Universität Hamburg, Jungiusstraße 11, D-20355 Hamburg,
Germany
We investigate a quasi one-dimensional electron gas in a metalinsulator-semiconductor
structure on (100) GaAs. The quantum wires are
electrostatically induced beneath lithographically defined metal gates on
top of the heterostructure. The metal stripes are known to induce a lateral
potential via the piezoelectric effect. We investigate quantum wires
beneath gates oriented along [010] and [011] directions. The piezoelectric
effect is expected to be absent in the case of [010] direction. We
employ so-called sidegates to tune the strength of the confinement. We
use magneto-capacitance spectroscopy to evaluate the strength of the
confinement from subband quantization energies. Surprisingly, we find
similar confinements in cristallographically different directions. This is
in contrast to our transport measurements on a similar sample where
almost no commensurability oscillations are observed in [010] direction.
HL 3.8 Mo 12:00 H17
Real Space Observation of Anisotropic Electron Scattering
in a quasi 1d-System with a Point Scatterer — •J. K. Garleff
1 , M. Wenderoth 1 , R. G. Ulbrich 1 , C. Sürgers 2 , and H. v.
Löhneysen 2 — 1 IV. Physikalisches Institut, Universität Göttingen, D-
37077 Göttingen — 2 Physikalisches Institut, SFB 195, Universität Karlsruhe,
D-76128 Karlsruhe
The Si-(111)-2×1 surface is described by the π-bonded chain model.
Band structure calculations [1] reveal a strong anisotropy with a steep
dispersion along the chains and almost no dispersion perpendicular to
them. The free surface as well as near-surface donors have been investigated
by STM and STS at T = 8 K with atomic resolution and a
spectral width of ∆E ≈ 50 meV. In the vicinity of donors the local density
of states (LDOS) shows a highly anisotropic contrast below EF. It
extends ∼10 nm along the reconstruction and ∼1 nm perpendicular. For
donors in the top layer only one chain is affected. The LDOS near the
donor is increased by a factor 3-4 compared with the free surface value
and shows a dip at the centre of the donor site, if the donor is close
to the surface. We interpret the observations as the scattering of “quasi
1-dimensional”-electrons by the donor. The quasi-1d system is provided
by the Si-(111)-2×1 surface band structure. Additional features near EF
support these findings.
[1] M. Rohlfing and S. G. Louie, Phys. Rev. Lett. 83, 856 (1999)
HL 3.9 Mo 12:15 H17
Untersuchung des Einflusses von Stickstoffbeimischungen in
InAs/GaAs Quantenpunkte mit Rastertunnelmikroskopie
an Querschnittsflächen — •Mandy Baudach 1 , Sebastian Kai
Becker 1 , Holger Eisele 1 , Rainer Timm 1 , Jan Grabowski 1 ,
Tai-Yang Kim 1 , Lena Ivanova 1 , Andrea Lenz 1 , Ferdinand
Streicher 1 , Mario Dähne 1 , Oliver Schumann 2 , Lutz Geelhaar
2 und Henning Riechert 2 für die -Kollaboration — 1 Institut
für Festkörperphysik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr. 36,
D-10623 Berlin — 2 Infineon Technologies,Corporate Research Photonics,
D-81730 München
Mittels Rastertunnelmikroskopie an Querschnittsflächen (XSTM) wurden
vergrabene InAs Quantenpunkt-Doppelstapel mit einer GaAs-
Zwischenschicht untersucht, die mit Molekularstrahlepitaxie (MBE) gewachsen
wurden. Hierbei werden insbesondere Ergebnisse über den Einluss
geringer Stickstoffbeimischungen entweder direkt in den Quantenpunkten
als auch in der Zwischenschicht vorgestellt. Während eine
geringe Beimischung von Stickstoff in der Zwischenschicht die Struktur
der darauffolgenden InAs-Quantenpunkte nicht wesentlich verändert
und lediglich einen Einbau von Stickstoff in die InAs-Schicht bemerkt,
führt der Stickstoffeinbau direkt in die Quantenpunktschicht zu drastischen
Formänderungen und einer teilweisen Auflösung der Benetzungsschicht.
Detaillierte XSTM-Daten der einzelnen Strukturen mit atomarer
Auflösung werden gezeigt.
HL 3.10 Mo 12:30 H17
Untersuchung von GaSb/GaAs-Quantenpunkten mit Rastertunnelmikroskopie
an Querschnittsflächen — •Jan Grabowski,
R. Timm, H. Eisele, A. Lenz, S. K. Becker, T.-Y. Kim, L.
Müller-Kirsch, K. Pötschke, U. W. Pohl, D. Bimberg und M.
Dähne — Technische Universität Berlin, Institut für Festkörperphysik,
Hardenberstr. 36, 10623 Berlin
GaSb-Quantenpunkte in einer GaAs-Matrix weisen eine Typ-II-
Bandstruktur mit einer großen Bindungsenergie der Löcher, aber
ungebundenen Elektronen auf. Dies führt zu einer hohen Exzitonenlebensdauer
durch die räumliche Trennung der Ladungsträger,
vielversprechend für die Anwendung in Speichern.
Eine sehr geeignete Methode, überwachsene Nanostrukturen in atomarer
Auflösung zu untersuchen und somit sowohl strukturelle als auch
chemische Informationen über das Probensystem zu erhalten, ist die Rastertunnelmikroskopie
an Querschnittsflächen (XSTM). Es wurden mittels
metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOCVD) gewachsene GaSb-
Quantenpunkte in GaAs mit XSTM untersucht und dabei die Form und
Größe der Quantenpunkte bestimmt. Aus den gemessenen Daten konnten
ebenso Informationen über die Stöchiometrie und Verspannung im Probensystem
gewonnen werden. Die Auswertung der Daten ergibt eine inhomogene
Antimonkonzentration in den Quantenpunkten von ∼ 75−100%,
wogegen die Benetzungsschicht durch stärkere Vermischung einen Antimonanteil
von bis zu 35% aufweist. In unregegelmäßigen Abständen wurden
zudem deutliche Unterbrechungen der Benetzungsschicht festgestellt.
HL 3.11 Mo 12:45 H17
Geordnete CdSe/ZnSSe-Quantenpunkte — •Thomas Schmidt 1 ,
Torben Clausen 1 , Gabriela Alexe 1 , Siegrid Bernstorff 2 ,
Detlef Hommel 1 und Jens Falta 1 — 1 Universität Bremen —
2 ELETTRA Synchrotron Light Source, Trieste
Die vertikale und laterale Korrelation von mittels MEE in ZnSSe-
Abstandslagen eingebetteten CdSe-Quantenpunktstapeln wurde vor allem
mit Kleinwinkelröntgenstreuung untersucht. In Abhängigkeit unterschiedlicher
Wachstumsparameter läßt sich durch das Auftreten von Satellitreflexen
eine Ordnung der Quantenpunkte nachweisen. Die Ergebnisse
lassen sich mit einem auf der Verspannung der Strukturen basierten
Modell von Tersoff et al. [1] erklären, allerdings ist auch eine starke Temperaturabhängigkeit
zu beobachten, die auf eine kinetische Limitierung
bei tieferen Temperaturen hindeutet.
[1] J. Tersoff, C. Teichert, and M. G. Lagally, Phys. Rev. Lett. 76, 1675
(1996)