Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
nm and a dot density of 8×10 10 cm −2 with a mean dot distance of ca. 40
nm was deduced from transmission electron microscopy. The InAs wetting
layer thickness amounts to one monolayer. Temperature dependent
CV measurements using Au-Schottky contacts with an area of 10 −3 cm 2
that cover an ensemble of 10 8 QD, show a plateau in the bias region from
-2 V to -5 V. That CV plateau is due to charge carrier accumulation
at the position of the QD and wetting layer. Scanning capacitance microscopy
(SCM) allows for CV measurements at room temperature on
the 25-50 nm conductive tip diameter scale, and will be compared to the
CV experiments on large ensembles.
HL 12.62 Mo 16:30 Poster A
Ordering and strain in lateral InAs quantum dot molecules —
•B. Krause 1 , T. H. Metzger 1 , R. Songmuang 2 , A. Rastelli 2 ,
and O. G. Schmidt 2 — 1 European Synchrotron Radiation Facility,
BP 220, F-38043 Grenoble Cedex, France — 2 Max-Planck-Institut für
Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, D-70569 Stuttgart, Germany
Lateral quantum dot molecules are ordered arrangements of several
quantum dots placed one near the other. For InGaAs and InAs on
GaAs(100), it has been shown that they can be produced by molecular
beam epitaxy exploiting a self-organization process: the quantum
dots nucleate preferentially around nanoholes in the substrate [1,2]. The
number of quantum dots forming one molecule can be controlled by the
substrate temperature.
The growth of the quantum dot molecules results from a combination
of kinetic and energetic effects including surface diffusion, strain and interdiffusion
in the quantum dots. Here, the results of x-ray diffraction
experiments are presented giving insight into the shape, the size, the
strain, and the ordering of the quantum dot molecules. This information
is necessary for the understanding of the formation process of the dot
molecules.
[1] O. G. Schmidt et al., IEEE J. Sel. Top. Quantum electorn 8, 1025
(2002)
[2] R. Songmuang et al., Appl. Phys. Lett. 82, 2892 (2003)
HL 12.63 Mo 16:30 Poster A
Observation of aligned and self-assembled InAs quantum dots
on a cleaved (110) GaAs surface — •R. Schulz, E. Uccelli,
J. Bauer, D. Schuh, M. Bichler und G. Abstreiter — Walter
Schottky Institut, Technische Universität München, Am Coulombwall 3,
D-85748 Garching
We report on a new approach for the spatial self-aligning of InAs quantum
dots at well defined positions on a (110) GaAs surface. In contrast
to other attempts [1-3] our method requires no lithografic processes but
uses molecular beam epitaxy (MBE) itself for generating the template.
By MBE on (001)GaAs, we have fabricated a GaAs/AlAs superlattice
with different periods. Using the cleaved edge overgrowth technique
(CEO), we obtain a smooth (110) surface with alternating GaAs and
AlAs-layers in (001)-direction. After deposition of InAs on this surface,
we observe the formation of InAs quantum dots. These are well aligned
along the AlAs layers. The structural properties of these quantum dots
have been investigated by AFM for different growth temperatures, different
coverages of InAs, and different superlattice periods.
[1] R. Songmuang, S. Kiravittaya, O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett.
82(17)2892 (2003)
[2] H. Lee, J. A. Johnson, J. S. Speck, P. M. Petroff, J. Vac. Sci. Technol.
B 18(4)2193 (2000)
[3] T. Mano, R. Nötzel, G. J. Hamhuis, Z.J. Eijkemans, J. H. Wolter
Appl. Phys. Lett. 81(9)1705 (2002)
HL 12.64 Mo 16:30 Poster A
Präparation und elektrische Charakterisierung von Quantendrähten
in modulationsdotierten Si/SiGe-Heterostrukturen —
•Sorin Poenariu 1 , Ulrich Wieser 1 , Ulrich Kunze 1 , Thomas
Hackbarth 2 und Ulf König 2 — 1 Werkstoffe und Nanoelektronik,
Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum — 2 DaimlerChrysler Forschungszentrum
Ulm, Wilhelm-Runge-Strasse 11, D-89081 Ulm
Es wird ein schädigungsarmes Verfahren zur Präparation von Quantendrähten
in modulationsdotierten Si/SiGe-Heterostrukturen vorgestellt.
Die Drähte werden zunächst durch Niederenergie-Elektronenstrahllithografie
definiert. Als hochauflösenden Negativresist verwenden
wir eine 1 %-ige Lösung von Calixarene. Durch Bestrahlung bei 2 kV wird
der Proximity-Effekt gering gehalten. Anschließend wird in einem Mixand-Match
Verfahren die Mesastruktur des Transistors mit konventioneller
UV-Lithografie ergänzt. Die so definierten Resiststrukturen werden
gemeinsam in einem schädigungsarmen Trockenätzschritt unter CF4/O2-
Plasma in die Heterostruktur übertragen. Mit diesem Verfahren werden
Quantendrähte mit einer minimalen Breite von etwa 50 nm und einer
Länge bis 1 µm realisiert. Die über eine Topgate-Elektrode steuerbaren
Quantendrähte werden durch Messung der Strom-Spannungs-Kennlinien
und des differentiallen Leitwerts bei 4.2 K charakterisiert.
HL 12.65 Mo 16:30 Poster A
Kinetic Monte Carlo simulations of quantum dot stacks —
•Roland Kunert and Eckehard Schöll — Institut für Theoretische
Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin
By means of kinetic Monte Carlo simulations the growth of semiconductor
nanostructures consisting of quantum dot stacks is investigated
[1].
The key ingredient in the simulations is the anisotropic strain field
induced by the lattice mismatch. It is computed in the framework of
elasticity theory and only the material dependent elastic constants enter
as input parameters.
Here, a hybrid method is chosen where the growth of the quantum
dot fundaments is simulated by Monte Carlo and the resulting threedimensional
strain field of these dots is incorporated self-consistently in
the growth simulations of the following layers.
[1] M. Meixner, and E. Schöll: Phys. Rev. B 67, 121202 (2003)
HL 12.66 Mo 16:30 Poster A
Monolithic cantilever magnetometers with integrated quantum
wires — •J.I. Springborn, M.A. Wilde, O. Rösler, M.P.
Schwarz, Ch. Heyn, D. Heitmann, and D. Grundler — Institut
für Angewandte Physik, Universität Hamburg, Jungiusstraße 11, 20355
Hamburg
The magnetization M is a fundamental thermodynamic quantity and
monitors the change of the ground state energy U of an electron system
in a magnetic field B. We are in particular interested in the ground state
energy of confined and interacting electrons. For this, we have developed
highly sensitive micromechanical cantilever magnetometers which
incorporate the nanostructured electron systems [1]. Here, we discuss
quantum wires which are prepared of modulation-doped AlGaAs/GaAsheterostructures
by means of laser-interference lithography and reactiveion
etching. The smallest quantum-wire width is 200 nm where only a few
one-dimensional subbands are occupied. Magnetization data are obtained
at low temperatures down to 270 mK and in fields B up to 16 T. We
find de Haas-van Alphen like oscillations of M. They directly reflect the
effect on U of both, the confinement potential and the electron-electron
interaction in a one-dimensional electron system.
We are grateful for being supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft
via “SFB 508” and “Gr1640/1-2” in the “Schwerpunktprogramm
Quanten-Hall Systeme”.
[1] M.P. Schwarz, D. Grundler, M. Wilde, Ch. Heyn, and D. Heitmann,
J. Appl. Phys. 91, 6875 (2002).
HL 12.67 Mo 16:30 Poster A
Einfluß von Hintergrundladungen auf das elektrische Verhalten
von Poly-Silizium Einzelelektron-Transistoren — •Michael
Skender und Dieter P. Kern — Institut für Angewandte Physik,
Auf der Morgenstelle 10, 72076 Tübingen
Einzelelektron-Transistoren (SETs) werden auf ihre Einsatzmöglichkeiten
in Logikschaltungen und Speicherelementen
untersucht. Hierbei ist die Empfindlichkeit der Funktion dieser
Strukturen auf Hintergrundladungen eine immer wieder auftretende
Frage.
Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden SET-Strukturen auf
SOI-Basis hergestellt und im Tieftemperatur-Rasterelektronenmikroskop
(TTREM) untersucht.
Auf thermisch oxidierten Si-Wafern wird LPCVD-Poly-Silizium abgeschieden.
Mittels Elektronenstrahllithographie und Reaktivem Ionen-
Ätzen wird die SET-Struktur in die Poly-Si-Schicht übertragen und anschließend
mittels Oxidation verkleinert.
Im TTREM werden mit definierten Elektronenpulsen Elektronen gezielt
in der Nähe des Quantenpunktes plaziert, und die daraus resultierenden
Änderungen der elektrischen Eigenschaften des SETs detektiert
und analysiert.