面向CdTe(001)衬底的面内HgTe纳米结构选择性生长

半导体纳米线被认为是电子器件、自旋器件和量子技术未来应用的关键材料。其中一种潜在候选材料是HgTe，但其对纳米制造工艺的敏感性限制了其发展。选择性生长技术可作为规避该障碍的途径。本文通过选择性区域分子束真空沉积，在覆盖有图案化SiO$_{2}$掩模的半绝缘CdTe衬底上生长面内HgTe纳米结构。纳米结构的形状由掩模孔口的面内方向（沿<$110$、<$1\bar{1}0$或<$100$>）、沉积厚度和生长温度决定。可实现数微米长的纳米线，以及网络、菱形结构或环形结构等更复杂的纳米结构。即使在140℃的生长温度下，生长速率达到0.5 ML/s时，也可实现良好的选择性，几乎没有掩模上的 parasitic生长。对于<$110$方向的纳米线，中心区域呈梯形形状，具有{$111$}B面 facet和两粒侧 grain；<$1\bar{1}0$方向的纳米线显示{$111$}A facet，表面顶部侧面积聚了原子。透射电子显微镜观察显示，CdTe衬底与HgTe纳米线之间存在连续的等向生长关系。四点扫描隧道显微镜测量表明，纳米线主轴方向上的电阻具有良好的电学均匀性，并表现出热激活传输。这种生长方法为制备用于电子输运测量的复杂HgTe基纳米结构铺平了道路。