Comparison of the top-down and bottom-up approach to fabricate axial nanowire-based Silicon/Germanium heterostructures

Abstract

Axiale Silizium/Germanium (Si/Ge) Nanodraht-Heterostrukturen sollen in neuartigen thermoelektrischen und elektronischen Bauelementen eingesetzt werden. Sie können durch “bottom-up” oder “top-down”-Ansätze erzeugt werden. Diese Arbeit vergleicht beide Ansätze hinsichtlich der strukturellen Eigenschaften der produzierten Nanodrähte, insbesondere (a) der Morphologie, Orientierung und Positionierung, (b) der erreichbaren Ge-Konzentration und der Schärfe des Übergangsprofils, und (c) der kristallinen Defekte, die während der Herstellung entstehen, z. B. Anpassungsversetzungen oder Punktdefekte durch den Einbau von Fremdatomen. Die Molekularstrahlepitaxie wurde sowohl zur Herstellung der Nanodrähte über den “bottom-up”-Ansatz als auch zur Herstellung der Schichtstrukturen für den “top-down”-Ansatz eingesetzt. In letzterem Fall wurden die Nanodrähte schließlich mittels Elektronenstrahllithographie und reaktivem Ionenätzen erzeugt.