Hochaufgelöstes, röntgenreziprokes Space Mapping epitaktischer Nanostrukturen

Aufgrund von Quanteneffekten, eignen sich epitaktische III-V Halbleiter-Nanostrukturen zur Herstellung optoelektronischer Geräte, wie LED's, Laser und Detektoren. Die molekulare Selbstorganisation ist dabei wahrscheinlich die effizienteste und kostengünstigste Technik beim Wachstum solcher Nanostrukturen. Präzise Charakterisierungen der Spannungsverteilung von Nanostrukturen, mitsamt Größe und Form, ist dabei für das Verständnis des Wachstumsmechanisms und zur Verbesserung der Materialqualität außerordentlich entscheidend.

Hochaufgelöstes, röntgenreziprokes Space Mapping hat sich als leistungsstarke Methode zur Untersuchung epitaktischer Nanostrukturen, inklusive Quantentöpfe, -drähte und -punkte, erwiesen. Die optischen Systeme des SmartLab mit variabler Auflösung ermöglichen dabei rasche Messungen von Nanotrukturen bei mittleren, hohen oder ultrahohen Auflösungen. Unten wird eine (004) reziproke Raumkarte (dargestellt sowohl in 3D-Oberflächentopographie sowie als 2D-Profilform) einer 2D-InAs Nanodrahtstruktur (mit GaSb als Distanzstück auf einem GaSb-Schichtträger mithilfe Molekularstrahlepitaxie (MBE) gewachsen) abgebildet. Die hochaulösende Anordnung kombiniert einen Ge(220)*2 Monochromator mit einer Ge(220)*2 Analyseeinheit und erreicht so eine ausreichend gute Auflösung für diese Messung.

(004) reciprocal space map

Das Vorhandensein hochgeordneter 2D-Satellitensignalen in der Karte ist ein eindeutiger Hinweis darauf, dass die InAs-Nanodrähte ein hochgeordnetes 2D-Gitter mit rechteckiger, flächenzentrierter Symmetrie bilden. Dabei weist die Position der Satellitensignale darauf hin, dass dieses 2D-rechteckige Gitter 120 nm breit und 16 nm hoch ist. Weitere Informationen, wie z.B. die Spannungsverteilung, kann mithilfe der Satellitenintensitäten zusätzlich erhalten werden. Hierzu müssen jedoch eher komplexe Modellberechnungen ausgeführt werden.


Das SmartLab ist das modernste hochauflösende Diffraktometer auf dem Markt. Vermutlich die auffälligste Neuerung ist die SmartLab Guidance Software, die dem Benutzer mit einem intelligenten Interface ausstattet um durch alle Feinheiten eines Experiments zu führen, beinahe so als hätte man einen Kristallographiexperten direkt an seiner Seite. Read more about SmartLab...