Gold assisted growth and optical properties of indium phosphide nanowires
| Title: | Gold assisted growth and optical properties of indium phosphide nanowires |
| Author(s): | Lindroos, Linda |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry |
| Discipline: | Inorganic Chemistry |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2013 |
| Abstract: |
III-V nanowires (NWs) are emerging as a new class of interesting nanostructures that hold promising potential for future generation electronic and optoelectronic devices. NWs are most often grown epitaxially via the vapor-liquid-solid (VLS) mechanism, which allows, in ideal case, an accurate control of diameter, length, crystal phase, doping concentration and junction formation. The biggest challenge in the field of NWs is, however, the controlled growth and understanding of the underlying mechanism.
The aim of the experimental part in this work was to optimize the growth parameters and to improve the optical properties of Au assisted growth of InP NWs on silicon and glass substrates using atmospheric pressure metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE). The growth parameters of InP NWs on Si (111) substrate were optimized in terms of substrate pre-treatments, growth temperature, V/III ratio, and Zn doping. Consistent with the earlier results, all the growth parameters were found to affect the morphological and optical quality of the NWs. In addition, the NWs exhibited a strong quantum confinement for diameters below 20 nm. To improve the optical properties, surface passivation of InP NWs was investigated. Core-shell structures were formed both in situ with MOVPE and ex situ with atomic layer deposition (ALD). Growth of InP NWs on low-cost glass substrates was also studied and encouraging results were achieved. The results in this work can be used as a basis for further studies of more complex InP-based NWs.
Viime aikoina III-V-ryhmän yhdisteistä koostuvat nanolangat ovat herättäneet kiinnostusta uutena ryhmänä rakenteita, joilla nähdään olevan potentiaalia elektronisissa sekä optoelektronisissa laitteissa. III-V nanolangat kasvatetaan useimmiten epitaksiaalisesti höyry-neste-kiinteä-mekanismilla (vapor-liquid-solid, VLS), joka mahdollistaa, ihanteellisissa olosuhteissa, täsmällisen halkaisijan, pituuden, kidefaasin ja seostuskonsentraation sekä liitoskohtien kontrollin. Suurin haaste nanolankojen kasvatuksessa onkin juuri niiden kontrolloitu kasvattaminen sekä kasvumekanismin ymmärtäminen.
Tämän työn kokeellisessa osassa tutkittiin indiumfosfidi (InP) nanolankojen Au-avusteista kasvua Si- sekä lasisubstraateilla metalliorgaanisella höyryfaasiepitaksialla (metal-organic vapor phase epitaxy, MOVPE) ja kasvu optimoitiin juuri tutkimuksessa käytetylle reaktorille. InP nanolankojen optisia ominaisuuksia tutkittiin myös, koska niiden optinen laatu on erittäin tärkeää optoelektronisissa laitteissa. Nanolankojen optisien ominaisuuksien mahdollista parantamista tutkittiin muodostamalla ydin-kuori rakenteita sekä in situ MOVPE:lla että ex situ atomikerroskasvatuksella (atomic layer deposition, ALD). Kasvatusparametrit, kuten substraatin esikäsittely, kasvulämpötila, V/III suhde ja Zn seostus, optimoitiin. Yhtäpitävästi aikaisempien tutkimustulosten kanssa kaikki kasvatusparametrit vaikuttivat nanolankojen morfologisiin sekä optisiin ominaisuuksiin. Tämän lisäksi nanolangat osoittivat huomattavaa kvanttirajoitusta (quantum confinement). InP-nanolankojen kasvatuksesta lasisusbtraatille saatiin kannustavia tuloksia. Tämän työn tuloksia voidaan käyttää lähtökohtana monimutkaisempien InP-pohjaisten nanolankojen tutkimuksissa.
|
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Gradu_FINAL.pdf | 2.257Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Science [4012]