Integration of colloidal nanocrystals in epitaxial semiconductor nanostructures
Final Report Abstract
Die grundsätzliche Frage, ob es möglich ist, kolloidale Nanoteilchen in einer Molekularstrahlanlage epitaktisch so zu überwachsen, dass die Kristallinität des epitaktischen Schichtsystems strukturell ausreichend erhalten bleibt und keine polykristalline Phase der aufgewachsenen Deckschicht sich ausbildet, konnte für das ausgewählte Materialsystem bestehend aus CdSe Nanokristallen und epitaktisch (MBE) gewachsener ZnSe Substrat- und Deckschicht positiv beantwortet werden. Für geringe Konzentrationen von auf die ZnSe Bufferschicht aufgebrachten CdSe Nanokristallen ist es möglich, die ZnSe Deckschicht kohärent zur darunterliegenden ZnSe Bufferschicht in MBE aufzuwachsen, so dass die Kristallqualität der gesamten ZnSe Schicht erhalten bleibt. Dabei ist die Wahl des Lösungsmittels und der Aufbringungsmethode wichtig. Zur weiteren Frage, inwiefern die optischen Eigenschaften des hybriden kolloidalen/epitaktischen Schichtsystems CdSe/ZnSe vergleichbar sind mit Stranski- Krastanov Wachstum von CdSe Quantenpunkten eingebettet in ZnSe Quantenwells, konnten folgende Erkenntnisse gewonnen werden: Kolloidale Nanokristalle können weitgehend ihre Lumineszenzeigenschaften nach der Einbringung in die MBE Prozesskammer beibehalten, d.h. sie widerstehen den hohen Temperaturen und der Entfernung der chemischen Ligandenschutzhülle unter Vakuum. Mit ZnSe überwachsene CdSe Nanokristalle können bei Raumtemperatur mit höherer Quanteneffizienz als rein MBE- gewachsene CdSe/ZnSe Nanostrukturen vergleichbarer Größe und Schichtdicke emittieren. Die Temperaturabhängigkeit des Lumineszenzmaximums ermöglicht die Identifizierung des Kristallsystems von Matrix und Nanopartikeln.
Publications
- Verfahren zur Integration von kolloidal erzeugten Nanopartikeln in epitaktische Schichten. Method of Integrating Colloidally Produced nanoparticles on epitaxial layer JP002005254446AA_1, EP000001566833A2_1, DE102004008065A1_1
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