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在Si(111)衬底上生长的水平GaN纳米线：催化剂迁移与融合的影响
摘要： 我们通过表面导向的气-液-固（SVLS）生长法，在硅(111)衬底上实现了水平生长的氮化镓纳米线（NWs）。系统研究了金/镍催化剂迁移与团聚对纳米线生长的影响。通过催化剂迁移自发形成了二维根状分支纳米线结构。此外，还观测到催化剂颗粒嵌入水平纳米线的新型现象，并将其归因于催化剂团聚导致的生长稳态破坏。透射电子显微镜（TEM）、光致发光（PL）和阴极荧光（CL）测试表明，这些水平纳米线具有单晶结构及优良的光学特性。本研究为水平纳米线生长机制提供了新见解，将有助于推动高集成度硅基III-V族纳米器件的发展。
关键词： 氮化镓纳米线、硅衬底、合并、催化剂迁移、自催化气-液-固生长法
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第14届国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 青岛 (2018.10.31-2018.11.3)] 2018年第14届IEEE国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 取向可控的GaSb纳米线：从生长到应用
摘要： 近年来，高迁移率GaSb纳米线因其在高性能p型晶体管中的应用潜力备受关注。然而由于难以制备细小、均匀且取向可控的纳米线（NWs），目前针对这一重要一维材料体系中取向相关特性的研究报道仍十分有限——而这些信息对实际应用部署至关重要。通过采用多种与CMOS工艺兼容的Pd催化剂，我们结合互补性实验与理论方法，利用新开发的表面活性剂辅助化学气相沉积技术，通过气-固-固（VSS）生长机制成功制备出高迁移率的(111)取向GaSb纳米线。与传统气-液-固（VLS）机制形成的纳米线不同，在我们的Pd催化VSS纳米线体系中，固态催化剂中存在圆柱形Pd5Ga4催化晶种。研究发现化学计量比的Pd5Ga4具有最低的晶体表面能，从而产生最小的表面扩散效应，并为外延纳米线成核提供最优的平面界面以实现高效取向控制。在10-70纳米的宽直径范围内，超过95%的高结晶质量纳米线呈现(111)取向生长。背栅场效应测试表明，Pd催化的GaSb纳米线展现出优异的空穴峰值迁移率约330 cm2 V?1 s?1，接近直径约30纳米、自由载流子浓度约101? cm?3的纳米线沟道迁移率极限，证实这些纳米线在相纯度、生长取向和电学特性方面具有卓越的均匀性。通过接触印刷工艺还制备了Pd催化GaSb纳米线平行阵列的大规模集成结构，证实了这类高性能电子器件的构建与应用潜力。
关键词： 气-固-固生长法，GaSb纳米线，高迁移率，CMOS兼容，取向可控
更新于2025-09-11 14:15:04