在尺寸超越衬底晶粒尺寸极限的多晶硅上生长的单晶 InGaAs 纳米柱
材料科学
2015-06-17 v1 光学
摘要
以低成本将 III-V 族光电器件与具有各种功能的材料进行单片集成一直是人们所期望的。多晶硅 (poly-Si) 是一个理想的平台，因为它可掺杂且为半导体，并且可以容易地沉积和图案化在各种低成本衬底上。然而，多晶硅中缺乏晶体相干性给高质量外延生长带来了巨大挑战。在这项工作中，我们首次演示了在多晶硅上直接生长微米级 InGaAs/GaAs 纳米柱。透射电子显微镜显示，这些微米级柱是单晶且为单一纤锌矿相，远超衬底晶体晶粒尺寸（~100nm）。这种高质量生长得益于纳米结构底部独特的锥形几何形状，这将有效的 InGaAs/Si 接触面积减少到直径小于 40 nm。小的占位面积不仅减少了由晶格失配引起的应力，还防止了纳米柱在多个 Si 晶粒上成核。这放松了对多晶硅晶粒尺寸的要求， potentially 降低了多晶硅沉积的成本。在光泵浦下，生长后的柱中实现了激光发射，证明了其优异的晶体和光学质量。这些令人鼓舞的结果为光电子学与其他技术（如 CMOS 集成电路、传感、纳米流体、薄膜晶体管显示器、光伏等）的低成本协同开辟了一条途径。
引用
@article{arxiv.1310.7316,
title = {Single Crystalline InGaAs Nanopillar Grown on Polysilicon with Dimensions beyond Substrate Grain Size Limit},
author = {Kar Wei Ng and Thai-Truong D. Tran and Wai Son Ko and Roger Chen and Fanglu Lu and Connie J. Chang-Hasnain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.7316},
year = {2015}
}