Ge/GeSn 核/壳纳米线中形貌与成分的动力学调控
材料科学
2020-01-28 v3
摘要
在纳米尺度上生长富 Sn 的 IV 族半导体为理解亚稳 GeSn 合金的基本性质开辟了新途径。本文通过将实验观察与基于多尺度方法的理论解释相关联，展示了生长条件对 Ge/GeSn 核/壳纳米线形貌和成分的影响。我们发现，随着 Sn 前驱体供给量的增加，Ge/GeSn 核/壳纳米线的截面形貌从六边形转变为十二边形。这一转变强烈影响 Sn 的分布，在 {112} 生长前沿下方测得更高的 Sn 含量。基于第一性原理的 DFT 计算提供了原子尺度的解释，表明 Sn 在 {112} 表面更容易掺入，因为该处的 Ge 键处于拉伸应变状态。我们建立了一个相场连续介质模型来重现形貌转变和纳米线内部的 Sn 分布，从而揭示了复杂的生长机制，并阐明了分凝与晶面化之间的关系。GeSn 壳层光致发光发射随成分和形貌变化的可调性，突显了核/壳纳米线系统在红外波段光电器件中的应用潜力。
引用
@article{arxiv.1906.11694,
title = {Kinetic Control of Morphology and Composition in Ge/GeSn Core/Shell Nanowires},
author = {Simone Assali and Roberto Bergamaschini and Emilio Scalise and Marcel A. Verheijen and Marco Albani and Alain Dijkstra and Ang Li and Sebastian Koelling and Erik P. A. M. Bakkers and Francesco Montalenti and Leo Miglio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11694},
year = {2020}
}