Quantitative transmissionselektronenmikroskopische Analyse der chemischen Zusammensetzung und Morphologie von Nanostrukturen aus II/VI-Verbindungshalbleitern

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dagmar Gerthsen
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5136686

Im Rahmen des Projekts sollen die strukturellen Eigenschaften, Cd-Konzentration und Cd-Verteilung von CdSe/ZnSe-Quantenpunktstrukturen mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) auf atomarer Skala untersucht und mit den optischen Eigenschaften korreliert werden. CdSe/ZnSe-Quantenpunktstrukturen unterscheiden sich trotz nahezu identischer Gitterfehlanpassung deutlich von InAs/GaAs-Quantenpunktstrukturen, bei denen die Bildung von Inseln (Quantenpunkten) durch den Stranski-Krastanow Wachstumsmodus erfolgt. Im Gegensatz dazu beobachtet man bei CdSe/ZnSe bei nominellen CdSe-Schichtdicken zwischen 0.5 ML und 3.5 ML unabhängig vom Epitaxieverfahren und den CdSe-Wachstumsbedingungen immer eine stark verbreiterte ternäre CdZnSe-Schicht, in die Cd-reiche Bereiche mit lateralen Abmessungen von weniger als 10 nm (Quantenpunkte) eingebettet sind. Die Bildung von Inseln erfolgt also bereits weit unterhalb der kritischen Schichtdicke für den Übergang vom zwei- zum dreidimensionalen Wachstum (bei ca. 2 bis 3 ML). Ab ca. 2.5 ML CdSe bilden sich bereits Defekte (Stapelfehlerpaare), die für die Anwendung in lichtemittierenden Bauelementen äußerst unerwünscht sind. Im vorliegenden Fortsetzungsantrag sollen insbesondere die Mechanismen der Schichtverbreiterung (Segregation/Interdiffusion), der Einfluß der Bedingungen des Überwachsens mit ZnSe auf die Struktur und Cd-Verteilung, die Ursache für die Bildung der kleinen Inseln bei sehr geringen CdSe Mengen und die Mechanismen der Bildung der Stapelfehlerpaare durch Probenserien mit systematisch variierten Wachstumsparametern geklärt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen