„ZnTe nanowires grown on GaAs(100) substrates by molecular beam epitaxy”

E. Janik¹, J. Sadowski¹, P. Dłużewski¹, S. Kret¹, L.T. Baczewski¹, A. Petroutchik¹, E. Łusakowska¹, J. Wróbel¹, W. Zaleszczyk¹, G. Karczewski¹, T. Wojtowicz¹, A. Presz²

Applied Physics Letters, vol. 89 no. 13, 2006,

¹Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa, Poland

²Institute of High Pressure Physics (UNIPRESS), Polish Academy of Sciences, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa, Poland

Badano za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej strukturę nanodrutów ZnTe otrzymanych metodą katalitycznego wzrostu z wiązek molekarnych. Dokonano obserwacji pojedynczych nanodrutów “zdrapanych” na perforowane błonki węglowe oraz przekrojów poprzecznych uwidaczniających relacje kierunków krystalograficznych pomiędzy podłożem a wytworzoną warstwą. W wyniku przeprowadzonych badań określono kształt nanodrutów jako trapezoidalny, o długości rzędu mikrona, zaś szerokości u podstawy (od strony podłoża) od 100nm do 50nm a od 50nm do 20nm przy zakończeniu. Na zakończeniu każdego z nanodrutów obserwowano sferoidalny krystalit złota. Na podstawie obrazów dyfrakcyjnych oraz zdjęć wysokorozdzielczych stwierdzono, że nanodruty mają strukturę blendy cynkowej. Określono, że kierunek <111> jest kierunkiem wzrostu, oraz stwierdzono występowanie licznych błędów ułożenia oraz towarzyszących im bliźniaków. Analiza przekrojów poprzecznych wykazała zależność heteroepitaksjaną pomiędzy podłożem GaAs oraz nanodrutem ZnTe.

Stwierdzono zgodność (równoległość) kierunków krystalograficznych podłoża i nanodrutów. Wykazano, że nanodruty hodowane na podłożu GaAs o orientacji {001} wyrastają nachylone o kąt 35º względem powierzchni. W przypadku podłoża o orientacji {011} na zdjęciu (Rys. 1) przekroju poprzecznego widać asymetrię w liczebności nanodrutów rosnących w dwóch kierunkach <111> (w tym przypadku dwa pozostałe kierunki <111> leżą w płaszczyźnie podłoża). Asymetrię tę wytłumaczono faktem, nierównoważności tych kierunków wynikającą z niecentrosymetryczności struktury blendy cynkowej (jeżeli jeden kierunek <111> kończy się atomami Zn to drugi atomami Te). Zaobserwowano występowanie amorficznej warstwy pokrywającej powierzchnię nanodrutów jak i kończącej ich kulki złota. W przypadku niektórych zdjęć widoczne były trójkątne bądź sześciokątne kształty sugerujące taki typ przekroju poprzecznego nanodrutów. Dla niektórych nanodrutów obserwowano również „zębaty” charakter bocznych powierzchni.

Rys. 1 Zdjęcie przekroju poprzecznego nanodrutów ZnTe na podłożu GaAs o orientacji 110 wykonane wzdłuż kierunku [1-11]. Widoczna jest asymetria ilości nanodrutów: większa jest liczebność nanodrutów nachylonych w prawo niż w lewo.