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Composition and local strain mapping in Au-catalyzed axial Si/Ge nanowires

Authors :
R. Boukhicha
Laetitia Vincent
Nikolay Cherkashin
Daniel Bouchier
Charles Renard
Vy Yam
Gilles Patriarche
Shay Reboh
Frédéric Fossard
Laboratoire d'Etude du Comportement Mécanique des Matériaux (LC2M)
Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA)
Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM)
École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI)
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Institut d'électronique fondamentale (IEF)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon]
ONERA-Université Paris Saclay (COmUE)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Nanotechnology, Nanotechnology, Institute of Physics, 2012, 23 (39), ⟨10.1088/0957-4484/23/39/395701⟩, Nanotechnology, 2012, 23 (39), ⟨10.1088/0957-4484/23/39/395701⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; For most applications, heterostructures in nanowires (NWs) with lattice mismatched materials are required and promise certain advantages thanks to lateral strain relaxation. The formation of Si/Ge axial heterojunctions is a challenging task to obtain straight, defect free and extended NWs. And the control of the interface will determine the future device properties. This paper reports the growth and analysis of NWs consisting of an axial Si/Ge heterostructure grown by a vapor–liquid–solid process. The composition gradient and the strain distribution at the heterointerface were measured by advanced quantitative electron microscopy methods with a resolution at the nanometer scale. The transition from pure Ge to pure Si shows an exponential slope with a transition width of 21 nm for a NW diameter of 31 nm. Although diffuse, the heterointerface makes possible strain engineering along the axis of the NW. The interface is dislocation-free and a tensile out-of-plane strain is noticeable in the Ge section of the NW, indicating a lattice accommodation. Experimental results were compared to finite element calculations.

Details

Language :
English
ISSN :
09574484 and 13616528
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanotechnology, Nanotechnology, Institute of Physics, 2012, 23 (39), ⟨10.1088/0957-4484/23/39/395701⟩, Nanotechnology, 2012, 23 (39), ⟨10.1088/0957-4484/23/39/395701⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....db0069507024f2e0b7dac92820ad6142