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Plenarvorträge - DPG-Tagungen

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Halbleiterphysik Montag<br />

nm and a dot density of 8×10 10 cm −2 with a mean dot distance of ca. 40<br />

nm was deduced from transmission electron microscopy. The InAs wetting<br />

layer thickness amounts to one monolayer. Temperature dependent<br />

CV measurements using Au-Schottky contacts with an area of 10 −3 cm 2<br />

that cover an ensemble of 10 8 QD, show a plateau in the bias region from<br />

-2 V to -5 V. That CV plateau is due to charge carrier accumulation<br />

at the position of the QD and wetting layer. Scanning capacitance microscopy<br />

(SCM) allows for CV measurements at room temperature on<br />

the 25-50 nm conductive tip diameter scale, and will be compared to the<br />

CV experiments on large ensembles.<br />

HL 12.62 Mo 16:30 Poster A<br />

Ordering and strain in lateral InAs quantum dot molecules —<br />

•B. Krause 1 , T. H. Metzger 1 , R. Songmuang 2 , A. Rastelli 2 ,<br />

and O. G. Schmidt 2 — 1 European Synchrotron Radiation Facility,<br />

BP 220, F-38043 Grenoble Cedex, France — 2 Max-Planck-Institut für<br />

Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, D-70569 Stuttgart, Germany<br />

Lateral quantum dot molecules are ordered arrangements of several<br />

quantum dots placed one near the other. For InGaAs and InAs on<br />

GaAs(100), it has been shown that they can be produced by molecular<br />

beam epitaxy exploiting a self-organization process: the quantum<br />

dots nucleate preferentially around nanoholes in the substrate [1,2]. The<br />

number of quantum dots forming one molecule can be controlled by the<br />

substrate temperature.<br />

The growth of the quantum dot molecules results from a combination<br />

of kinetic and energetic effects including surface diffusion, strain and interdiffusion<br />

in the quantum dots. Here, the results of x-ray diffraction<br />

experiments are presented giving insight into the shape, the size, the<br />

strain, and the ordering of the quantum dot molecules. This information<br />

is necessary for the understanding of the formation process of the dot<br />

molecules.<br />

[1] O. G. Schmidt et al., IEEE J. Sel. Top. Quantum electorn 8, 1025<br />

(2002)<br />

[2] R. Songmuang et al., Appl. Phys. Lett. 82, 2892 (2003)<br />

HL 12.63 Mo 16:30 Poster A<br />

Observation of aligned and self-assembled InAs quantum dots<br />

on a cleaved (110) GaAs surface — •R. Schulz, E. Uccelli,<br />

J. Bauer, D. Schuh, M. Bichler und G. Abstreiter — Walter<br />

Schottky Institut, Technische Universität München, Am Coulombwall 3,<br />

D-85748 Garching<br />

We report on a new approach for the spatial self-aligning of InAs quantum<br />

dots at well defined positions on a (110) GaAs surface. In contrast<br />

to other attempts [1-3] our method requires no lithografic processes but<br />

uses molecular beam epitaxy (MBE) itself for generating the template.<br />

By MBE on (001)GaAs, we have fabricated a GaAs/AlAs superlattice<br />

with different periods. Using the cleaved edge overgrowth technique<br />

(CEO), we obtain a smooth (110) surface with alternating GaAs and<br />

AlAs-layers in (001)-direction. After deposition of InAs on this surface,<br />

we observe the formation of InAs quantum dots. These are well aligned<br />

along the AlAs layers. The structural properties of these quantum dots<br />

have been investigated by AFM for different growth temperatures, different<br />

coverages of InAs, and different superlattice periods.<br />

[1] R. Songmuang, S. Kiravittaya, O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett.<br />

82(17)2892 (2003)<br />

[2] H. Lee, J. A. Johnson, J. S. Speck, P. M. Petroff, J. Vac. Sci. Technol.<br />

B 18(4)2193 (2000)<br />

[3] T. Mano, R. Nötzel, G. J. Hamhuis, Z.J. Eijkemans, J. H. Wolter<br />

Appl. Phys. Lett. 81(9)1705 (2002)<br />

HL 12.64 Mo 16:30 Poster A<br />

Präparation und elektrische Charakterisierung von Quantendrähten<br />

in modulationsdotierten Si/SiGe-Heterostrukturen —<br />

•Sorin Poenariu 1 , Ulrich Wieser 1 , Ulrich Kunze 1 , Thomas<br />

Hackbarth 2 und Ulf König 2 — 1 Werkstoffe und Nanoelektronik,<br />

Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum — 2 DaimlerChrysler Forschungszentrum<br />

Ulm, Wilhelm-Runge-Strasse 11, D-89081 Ulm<br />

Es wird ein schädigungsarmes Verfahren zur Präparation von Quantendrähten<br />

in modulationsdotierten Si/SiGe-Heterostrukturen vorgestellt.<br />

Die Drähte werden zunächst durch Niederenergie-Elektronenstrahllithografie<br />

definiert. Als hochauflösenden Negativresist verwenden<br />

wir eine 1 %-ige Lösung von Calixarene. Durch Bestrahlung bei 2 kV wird<br />

der Proximity-Effekt gering gehalten. Anschließend wird in einem Mixand-Match<br />

Verfahren die Mesastruktur des Transistors mit konventioneller<br />

UV-Lithografie ergänzt. Die so definierten Resiststrukturen werden<br />

gemeinsam in einem schädigungsarmen Trockenätzschritt unter CF4/O2-<br />

Plasma in die Heterostruktur übertragen. Mit diesem Verfahren werden<br />

Quantendrähte mit einer minimalen Breite von etwa 50 nm und einer<br />

Länge bis 1 µm realisiert. Die über eine Topgate-Elektrode steuerbaren<br />

Quantendrähte werden durch Messung der Strom-Spannungs-Kennlinien<br />

und des differentiallen Leitwerts bei 4.2 K charakterisiert.<br />

HL 12.65 Mo 16:30 Poster A<br />

Kinetic Monte Carlo simulations of quantum dot stacks —<br />

•Roland Kunert and Eckehard Schöll — Institut für Theoretische<br />

Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin<br />

By means of kinetic Monte Carlo simulations the growth of semiconductor<br />

nanostructures consisting of quantum dot stacks is investigated<br />

[1].<br />

The key ingredient in the simulations is the anisotropic strain field<br />

induced by the lattice mismatch. It is computed in the framework of<br />

elasticity theory and only the material dependent elastic constants enter<br />

as input parameters.<br />

Here, a hybrid method is chosen where the growth of the quantum<br />

dot fundaments is simulated by Monte Carlo and the resulting threedimensional<br />

strain field of these dots is incorporated self-consistently in<br />

the growth simulations of the following layers.<br />

[1] M. Meixner, and E. Schöll: Phys. Rev. B 67, 121202 (2003)<br />

HL 12.66 Mo 16:30 Poster A<br />

Monolithic cantilever magnetometers with integrated quantum<br />

wires — •J.I. Springborn, M.A. Wilde, O. Rösler, M.P.<br />

Schwarz, Ch. Heyn, D. Heitmann, and D. Grundler — Institut<br />

für Angewandte Physik, Universität Hamburg, Jungiusstraße 11, 20355<br />

Hamburg<br />

The magnetization M is a fundamental thermodynamic quantity and<br />

monitors the change of the ground state energy U of an electron system<br />

in a magnetic field B. We are in particular interested in the ground state<br />

energy of confined and interacting electrons. For this, we have developed<br />

highly sensitive micromechanical cantilever magnetometers which<br />

incorporate the nanostructured electron systems [1]. Here, we discuss<br />

quantum wires which are prepared of modulation-doped AlGaAs/GaAsheterostructures<br />

by means of laser-interference lithography and reactiveion<br />

etching. The smallest quantum-wire width is 200 nm where only a few<br />

one-dimensional subbands are occupied. Magnetization data are obtained<br />

at low temperatures down to 270 mK and in fields B up to 16 T. We<br />

find de Haas-van Alphen like oscillations of M. They directly reflect the<br />

effect on U of both, the confinement potential and the electron-electron<br />

interaction in a one-dimensional electron system.<br />

We are grateful for being supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft<br />

via “SFB 508” and “Gr1640/1-2” in the “Schwerpunktprogramm<br />

Quanten-Hall Systeme”.<br />

[1] M.P. Schwarz, D. Grundler, M. Wilde, Ch. Heyn, and D. Heitmann,<br />

J. Appl. Phys. 91, 6875 (2002).<br />

HL 12.67 Mo 16:30 Poster A<br />

Einfluß von Hintergrundladungen auf das elektrische Verhalten<br />

von Poly-Silizium Einzelelektron-Transistoren — •Michael<br />

Skender und Dieter P. Kern — Institut für Angewandte Physik,<br />

Auf der Morgenstelle 10, 72076 Tübingen<br />

Einzelelektron-Transistoren (SETs) werden auf ihre Einsatzmöglichkeiten<br />

in Logikschaltungen und Speicherelementen<br />

untersucht. Hierbei ist die Empfindlichkeit der Funktion dieser<br />

Strukturen auf Hintergrundladungen eine immer wieder auftretende<br />

Frage.<br />

Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden SET-Strukturen auf<br />

SOI-Basis hergestellt und im Tieftemperatur-Rasterelektronenmikroskop<br />

(TTREM) untersucht.<br />

Auf thermisch oxidierten Si-Wafern wird LPCVD-Poly-Silizium abgeschieden.<br />

Mittels Elektronenstrahllithographie und Reaktivem Ionen-<br />

Ätzen wird die SET-Struktur in die Poly-Si-Schicht übertragen und anschließend<br />

mittels Oxidation verkleinert.<br />

Im TTREM werden mit definierten Elektronenpulsen Elektronen gezielt<br />

in der Nähe des Quantenpunktes plaziert, und die daraus resultierenden<br />

Änderungen der elektrischen Eigenschaften des SETs detektiert<br />

und analysiert.

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