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The role of surface diffusion in the growth mechanism of III-nitride nanowires and nanotubes

Authors :
Jean-Luc Rouvière
Bruno Daudin
Ana Cros
Martien Den Hertog
Alexandra-Madalina Siladie
Eric Robin
Marion Gruart
Catherine Bougerol
Benedikt Haas
Maria-José Recio-Carretero
Núria Garro
Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Matériaux, Rayonnements, Structure (NEEL - MRS)
Institut Néel (NEEL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC)
Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA )
Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)
Institut Universitari de Ciencia dels Materials (ICMUV)
Universitat de València (UV)
Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS)
Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Source :
Nanotechnology, Nanotechnology, 2021, 32 (8), pp.085606. ⟨10.1088/1361-6528/abc780⟩, Nanotechnology, Institute of Physics, 2021, 32 (8), pp.085606. ⟨10.1088/1361-6528/abc780⟩
Publication Year :
2020

Abstract

The spontaneous growth of GaN nanowires (NWs) in absence of catalyst is controlled by the Ga flux impinging both directly on the top and on the side walls and diffusing to the top. The presence of diffusion barriers on the top surface and at the frontier between the top and the sidewalls, however, causes an inhomogeneous distribution of Ga adatoms at the NW top surface resulting in a GaN accumulation in its periphery. The increased nucleation rate in the periphery promotes the spontaneous formation of superlattices in InGaN and AlGaN NWs. In the case of AlN NWs, the presence of Mg can enhance the otherwise short Al diffusion length along the sidewalls inducing the formation of AlN nanotubes.

Details

ISSN :
13616528 and 09574484
Volume :
32
Issue :
8
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanotechnology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....90b0e9d5b039e4c3b7248a601090feda
Full Text :
https://doi.org/10.1088/1361-6528/abc780⟩