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Au-catalized self-assembly of III-V semiconductor nanowires by metalorganic vapour phase epitaxy

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II – Vapour phase technologies for 1D self-assembly __________________________________________________________________________________ 31 2.2.1 Criteria for metal catalyst selection An agent (impurity) suitable for VLS growth must 19 1) form a liquid solution at the growth temperature with some of metal elements composing the semiconductor nanowire; 2) have a liquid-solid distribution coefficient at the growth temperature k=C s /C l <<1, where C s and C l are the metal solubilities in the solid (i.e. the semiconductor crystal) and the liquid alloy, respectively; 3) have a small equilibrium vapour pressure over the liquid alloy in order to avoid volume and, therefore, cross-section of the whisker; 4) be inert to chemical reaction products; 5) have a small contact angle with the underlying substrate material; this non- wetting characteristic strongly influences the shape of as-grown nanowires. Au 19 is the most used catalyst for VLS growth of most elemental and compound semiconductors as it meets all of the above criteria; furthermore it is an inert material, it does not oxidize prior to or during the process, and can form eutectic compounds with several atomic constituents of semiconductors. The T-x phase diagram of the Au-Si system is reported in fig. 2.5 showing the occurrence of the eutectic point at a temperature of 363°C; other metals used as catalyst for the VLS growth are Fe 20,21 , Mn 22 , Ti 23 and Al 24 . In the VLS growth of compound semiconductors, such as GaAs or SiC, the process can be also self-catalysed by one of the semiconductor components, i.e. Ga or Si. However, Au is also used in most cases for the VLS growth of III-V, II-VI and III-N compound semiconductors. Figure 2.5 T-x phase diagram of the Au-Si system (Ref. 21).
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Informazioni tesi

  Autore: Pasquale Paiano
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Ingegneria dei Materiali
Anno: 2008
Docente/Relatore: Nicola Lovergine
Correlatore: PaolaPrete
Istituito da: Università degli Studi del Salento
Dipartimento: Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 130

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