GaAs纳米线中的气-固-固生长动力学
介观与纳米尺度物理
2021-11-22 v1 化学物理
摘要
半导体纳米线是有望走向成熟纳米技术的材料体系。气-固-固(VSS)路线使用固态催化剂来促进纳米线的轴向生长，与常见的气-液-固(VLS)路线（使用液态催化剂）相比具有某些优势。其他研究组已在透射电子显微镜(TEM)中通过原位手段研究了IV族元素纳米线的VSS生长。尽管已知化合物纳米线与单原子半导体的生长动力学不同，但化合物纳米线的VSS生长动力学尚不清楚。本文以Au籽晶的GaAs为模型体系，通过原位显微技术研究化合物纳米线的VSS生长。在相似的生长条件下，研究并比较了液态与固态催化剂在纳米线-催化剂界面处通过台阶流的生长动力学与动态过程。此处通过调控系统的温度和热历史来控制催化剂相。在本文讨论的第一个实验中，我们逐步降低生长温度以使初始液态催化剂固化，并比较在略不同温度下观察到的VLS与VSS生长动力学。在第二个实验中，我们利用系统的热滞后来在同一温度下获得VLS和VSS。VSS生长速率与VLS相当或略慢。与VLS情况不同，在VSS生长过程中我们多次观察到新层在前一层完全长成之前就开始生长，即多层生长。理解VSS生长模式可通过拓宽可用纳米线生长参数的范围来更好地控制纳米线性质。
引用
@article{arxiv.2104.05875,
title = {Vapor-solid-solid growth dynamics in GaAs nanowires},
author = {Carina B. Maliakkal and Marcus Tornberg and Daniel Jacobsson and Sebastian Lehmann and Kimberly A. Dick},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05875},
year = {2021}
}