Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
HL 11 Neue Materialien
Zeit: Montag 15:15–16:30 Raum: H14
HL 11.1 Mo 15:15 H14
Ab initio Untersuchungen binärer Phasenwechselmedien —
•Martina Müller, Ralf Detemple, Stefan Ziegler und
Matthias Wuttig — I. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen
Phasenwechselmedien stellen die Grundlage der modernen optischen
Datenspeicherung dar. Sie basieren auf Legierungen, die unter Laserbestrahlung
reversibel zwischen amorpher und kristalliner Phase geschaltet
werden können. Entscheidend für deren Erfolg als optische Datenspeicher
ist eine hohe Geschwindigkeit der Phasenumwandlung, die eng mit
der Komplexität der vorliegenden Struktur einhergeht. Neueste Untersuchungen
belegen, dass kubische Strukturen diese Eigenschaften erfüllen,
während dies für tetragonale Systeme nicht der Fall ist.
Ziel der Untersuchungen ist es, deren charakteristische Eigenschaften
am Beispiel binärer tetragonaler III-V und kubischer IV-VI Legierungen
zu untersuchen. Ab initio Untersuchungen mittels Dichtefunktionaltheorie
liefern das theoretische Fundament, um die Energetik sowie elektronische
Eigenschaften von Phasenwechselmaterialien zu bestimmen. Es
werden grundlegende strukturelle Unterschiede beider Materialklassen
untersucht, die Rückschlüsse auf die energetische Stabilität abhängig von
der vorliegenden Form der chemischen Bindung zulassen. Darüberhinaus
wird eine weiterführende Analyse ausgewähler geometischer und elektronischer
Eigenschaften vorgenommen. In Korrelation mit strukturellen Ergebnissen
zeigen sie intrinische Unterschiede der beiden Materialklassen
auf, was eine Übertragung auf die grundlegende Frage nach der Einsetzbarkeit
kubischer Phasenwechselmedien ermöglicht.
HL 11.2 Mo 15:30 H14
Entwicklung neuer Phasenwechselmaterialien mittels DFT und
kombinatorischer Materialsynthese — •Ralf Detemple, Daniel
Wamwangi, Han-Willem Wöltgens und Matthias Wuttig — I.
Phys. Inst. IA / RWTH Aachen / Postfach / 52056 Aachen
Phasenwechselmaterialien basieren auf der reversiblen Transformation
der strukturellen Ordnung dünner Tellurlegierungsfilme. Bisher wurden
diese Materialien durch empirische Ansätze optimiert, während hier
2 komplementäre Alternativen vorgestelt werden: Die Dichtefunktionaltheorie
und die kombinatorische Materialsynthese.
Die Dichtefunktionaltheorie erlaubt die Prognose der energetisch
günstigsten Struktur und deren optische und elektrische Eigenschaften
zu verstehen. Unsere Rechnungen zeigen, dass ternäre Silber-Legierungen
mit einer unterschiedlichen Anzahl von Valenzelektronen eine Umwandlung
von einer Chalcopyrit zu einer Kochsalzstruktur aufweisen. Unsere
experimentellen Ergebnisse belegen, dass nur die Kochsalzstruktur einen
ausreichend hohen Dichte- und Optikkontrast aufweist.
Da auch die Struktur anderer Te-Legierungen durch die Anzahl der
Valenzelektronen bestimmt ist, erlaubt dieses Kriterium die Vorhersage
geeigneter Phasenwechselmaterialien.
HL 11.3 Mo 15:45 H14
Silicon Nanowires – Analysis of the SiO/VLS Growth Mechanism
— •Florian M. Kolb, Herbert Hofmeister, Roland
Scholz, Margit Zacharias, and Ulrich Gösele — Max–Planck–
Institut für Mikrostrukturphysik, 06120 Halle(Saale)
Silicon nanowires are possible building blocks for new nanoscale devices
and can provide a system for investigating the physics of lowdimensional
semiconductor structures. We have successfully produced silicon
nanowires on gold-coated silicon substrates by evaporation of silicon
monoxide (SiO), according to the Vapor-Liquid-Solid (VLS) mechanism.
Transmission electron microscope investigations, including HRTEM, electron
diffraction and energy-dispersive X-ray spectroscopy, were used to
analyze the structure of the nanowires and to confirm the VLS growth
mechanism. We found that the nanowires exhibit different crystallographic
growth directions than those from CVD processes. Based on these
investigations we suggest a model which combines the VLS mechanism
with SiO evaporation. The phenomena of nanowire diameter-oscillations
and the effect of the growth parameters are discussed.
HL 11.4 Mo 16:00 H14
Self-Organization of Nanocluster δ-Layers at Ion-Beam-Mixed
Si-SiO2 Interfaces — •Lars Röntzsch, Karl-Heinz Heinig, and
Bernd Schmidt — FZ-Rossendorf, Bautzner Landstraße 128, 01328
Dresden
The Multidot Nano-flash Memory suggested by Tiwari
[APL69(1996)1232] is a promising candidate for succeeding the
Floating Gate Flash Memory.
Its most challenging configurational feature is a layer of Si nanoclusters
(NCs) within the oxide of a MOS-like structure.
Here, we present experimental evidence that the concept predicting the
self-organization of a Si NCs δ-layer at an ion irradiated Si-SiO2 interface
is valid (cf. Heinig [APA77(2003)17]).
Unconventionally, a 15nm thin SiO2 layer, which is enclosed by a 50nm
poly-Si capping layer and the Si substrate, is irradiated with Si + ions.
Ion impact drives the system to a state far from thermodynamic equilibrium,
i.e. the local composition of the target is modified to a degree
unattainable in common processes. A region of SiOx (x