Thermal and chemical vapor deposition of Si nanowires: Shape control, dispersion, and electrical properties

Journal of Applied Physics

Volumn 102, Issue 3, 2007, Pages

  Colli, A ^a   Fasoli, A ^a   Beecher, P ^a   Servati, P ^a,c   Pisana, S ^a   Fu, Y ^a   Flewitt, A J ^a   Milne, W I ^a   Robertson, J ^a   Ducati, C ^a   De Franceschi, S ^b   Hofmann, S ^a   Ferrari, A C ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b CEA GRENOBLE   (France)

^c UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; NUCLEATION; SEMICONDUCTING SILICON; THERMAL EVAPORATION;

METAL-FREE CONDENSATION; NANOSTRUCTURE MORPHOLOGY; SINW PRODUCTION;

NANOWIRES;

EID: 34548052029     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2764050     Document Type: Article

References (103)

1. Y.-J. Doh, J. A. van Dam, A. L. Roest, E. P. A. M. Bakkers, L. P. Kouwenhoven, and S. De Franceschi, Science 309, 272 (2005).
2. S. Jin, D. Whang, M. C. McAlpine, R. S. Friedman, Y. Wu, and C. M. Lieber, Nano Lett. 4, 915 (2004).
3. M. C. McAlpine, R. S. Friedman, S. Jin, K. H. Lin, W. U. Wang, and C. M. Lieber, Nano Lett. 3, 1531 (2003).
4. Y. Huang, X. Duan, and C. M. Lieber, Small 1, 142 (2005).
5. C. Thelander, H. A. Nilsson, L. E. Jensen, and L. Samuelson, Nano Lett. 5, 635 (2005).
6. I. Gur, N. A. Fromer, M. L. Geier, and A. P. Alivisatos, Science 310, 462 (2005).
7. M. Law, L. E. Greene, J. C. Johnson, R. Saykally, and P. Yang, Nat. Mater. 4, 455 (2005).
8. X. Duan, C. Niu, V. Sahi, J. Chen, J. W. Parce, S. Empedocles, and J. L. Goldman, Nature (London) 425, 274 (2003).
9. Y. Huang, X. Duan, Y. Cui, L. J. Lauhon, K.-H. Kim, and C. M. Lieber, Science 294, 1313 (2001).
10. Z. Zhong, D. Wang, Y. Cui, M. W. Bockrath, and C. M. Lieber, Science 302, 1377 (2003).
11. S. Piscanec, M. Cantoro, A. C. Ferrari, A. Zapien, Y. Lifshitz, S. T. Lee, S. Hofmann, and J. Robertson, Phys. Rev. B 68, 241312 (R) (2003).
12. H. Scheel, S. Reich, A. C. Ferrari, M. Cantoro, A. Colli, and C. Thomsen, Appl. Phys. Lett. 88, 233114 (2006).
13. C. B. Murray, C. R. Kagan, and M. G. Bawendi, Annu. Rev. Mater. Sci. 30, 545 (2000).
14. Y. Yin and A. P. Alivisatos, Nature (London) 437, 664 (2005).
15. R. Q. Zhang, Y. Lifshitz, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 15, 635 (2003).
16. A. M. Morales and C. M. Lieber, Science 279, 208 (1998).
17. T. Mrtensson, P. Carlberg, M. Borgstrom, L. Montelius, W. Seifert, and L. Samuelson, Nano Lett. 4, 699 (2004).
18. J. Goldberger, A. I. Hochbaum, R. Fan, and P. Yang, Nano Lett. 6, 973 (2006).
19. Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, D. P. Yu, C. S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 72, 1835 (1998).
20. D. P. Yu, Appl. Phys. Lett. 72, 3458 (1998).
21. F. M. Kolb, H. Hofmeister, R. Scholz, M. Zacharias, U. Gosele, D. D. Ma, and S. T. Lee, J. Electrochem. Soc. 151, G472 (2004).
22. J. Hu, Y. Bando, J. Zhan, Z. Liu, D. Golberg, and S. P. Ringer, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 17, 975 (2005).
23. N. D. Zakharov, P. Werner, G. Gerth, L. Schubert, L. Sokolov, and U. Gosele, J. Cryst. Growth 290, 6 (2006).
24. J. Westwater, D. P. Gosain, S. Tomiya, S. Usui, and H. Ruda, J. Vac. Sci. Technol. B 15, 554 (1997).
25. Yi Cui, L. J. Lauhon, M. S. Gudiksen, J. Wang, and C. M. Lieber, Appl. Phys. Lett. 78, 2214 (2001).
26. A. I. Hochbaum, R. Fan, R. He, and P. Yang, Nano Lett. 5, 457 (2005).
27. S. Hofmann, C. Ducati, R. J. Neill, S. Piscanec, A. C. Ferrari, J. Geng, R. E. Dunin-Borkowski, and J. Robertson, J. Appl. Phys. 94, 6005 (2003).
28. R. S. Wagner and W. C. Ellis, Appl. Phys. Lett. 4, 89 (1964).
29. E. I. Givargizov, J. Cryst. Growth 31, 20 (1975).
30. A. I. Persson, M. W. Larsson, S. Stenström, B. J. Ohlsson, L. Samuelson, and L. R. Wallenberg, Nat. Mater. 3, 677 (2004).
31. K. A. Dick, K. Deppert, T. Martensson, B. Mandl, L. Samuelson, and W. Seifert, Nano Lett. 5, 761 (2005).
32. A. Colli, Appl. Phys. Lett. 86, 153103 (2005).
33. A. Colli, S. Hofmann, A. C. Ferrari, F. Martelli, S. Rubini, C. Ducati, A. Franciosi, and J. Robertson, Nanotechnology 16, S139 (2005).
34. S. Hofmann, G. Csányi, A. C. Ferrari, M. C. Payne, and J. Robertson, Phys. Rev. Lett. 95, 036101 (2005).
35. J. Liu, Science 280, 1253 (1998).
36. A. Colli, AIP Conf. Proc. 0094-243X 723, 445 (2004).
37. Y. F. Zhang, Y. H. Tang, C. Lam, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, J. Cryst. Growth 212, 115 (2000).
38. N. Wang, Y. F. Zhang, Y. H. Tang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 73, 3902 (1998).
39. B. Mandl, J. Stangl, T. Martensson, A. Mikkelsen, J. Eriksson, L. S. Karlsson, G. Bauer, L. Samuelson, and W. Seifert, Nano Lett. 6, 1817 (2006).
40. H. D. Park, S. M. Prokes, M. E. Twigg, R. C. Cammarata, and A. C. Gaillot, Appl. Phys. Lett. 89, 223125 (2006).
41. K. Byon, D. Tham, J. E. Fischer, and A. T. Johnson, Appl. Phys. Lett. 87, 193104 (2005).
42. Z. W. Pan, Z. R. Dai, L. Xu, S. T. Lee, and Z. L. Wang, J. Phys. Chem. B 105, 2507 (2001).
43. H. Y. Peng, Z. W. Pan, L. Xu, X. H. Fan, N. Wang, C. S. Lee, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 13, 317 (2001).
44. M. A. Rafiq, A. Colli, P. Servati, Z. A. K. Durrani, A. C. Ferrari, W. I. Milne, and H. Mizuta (unpublished).
45. A. Colli, A. Fasoli, S. Hofmann, C. Ducati, J. Robertson, and A. C. Ferrari, Nanotechnology 17, 1046 (2006).
46. Z. R. Dai, Z. W. Pan, and Z. L. Wang, Adv. Funct. Mater. 13, 9 (2003).
47. D. Whang, S. Jin, Y. Wu, and C. M. Lieber, Nano Lett. 3, 1255 (2003).
48. J. Z. He, Appl. Phys. Lett. 80, 1812 (2002).
49. L. Dong, J. Bush, V. Chirayos, R. Solanki, J. Jiao, Y. Ono, J. F. Conley, and B. D. Ulrich, Nano Lett. 5, 2112 (2005).
50. S. M. King, S. Chaure, J. Doyle, A. Colli, A. C. Ferrari, and W. J. Blau, Opt. Commun. 276, 305 (2007).
51. M. J. O'Connell, Science 297, 593 (2002).
52. S. Giordani, S. D. Bergin, V. Nicolosi, S. Lebedkin, M. M. Kappes, W. J. Blau, and J. N. Coleman, J. Phys. Chem. B 110, 15708 (2006).
53. M. J. O'Connell, Chem. Phys. Lett. 342, 265 (2001).
54. H. J. Snaith, G. L. Whiting, B. Sun, N. C. Greenham, W. T. S. Huck, and R. H. Friend, Nano Lett. 5, 1653 (2005).
55. I. Gur, N. A. Fromer, C. P. Chen, A. G. Kanaras, and A. P. Alivisatos, Nano Lett. 7, 409 (2007).
56. Y. Cui, Z. Zhong, D. Wang, W. U. Wang, and C. M. Lieber, Nano Lett. 3, 149 (2003).
57. Y. Cui, X. Duan, J. Hu, and C. M. Lieber, J. Phys. Chem. B 104, 5213 (2000).
58. Y. H. Tang, X. H. Sun, F. C. K. Au, L. S. Liao, H. Y. Peng, C. S. Lee, S. T. Lee, and T. K. Sham, Appl. Phys. Lett. 79, 1673 (2001).
59. G. Zheng, W. Lu, S. Jin, and C. M. Lieber, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1890 (2004).
60. J. Y. Yu, S. W. Chung, and J. R. Heath, J. Phys. Chem. B 104, 11864 (2000).
61. Y. Ahn, J. Dunning, and J. Park, Nano Lett. 5, 1367 (2005).
62. W. M. Weber, Nano Lett. 6, 2660 (2006).
63. D. N. Jarrett and L. Ward, J. Phys. D 9, 1515 (1976).
64. E. Jiran and C. V. Thompson, J. Electron. Mater. 19, 1153 (1990).
65. R. H. Doremus, J. Appl. Phys. 37, 2775 (1966).
66. U. Kreibig and L. Genzel, Surf. Sci. 156, 678 (1985).
67. L. Zhao, K. L. Kelly, and G. C. Schatz, J. Phys. Chem. B 107, 7343 (2003).
68. M. Cantoro, Nano Lett. 1530-6984 10.1021/nl060068y 6, 1107 (2006); M. Cantoro, S. Hofmann, S. Pisana, C. Ducati, A. Parvez, A. C. Ferrari, and J. Robertson, Diamond Relat. Mater. 15, 1029 (2006).
69. M. Cantoro, Nano Lett. 1530-6984 10.1021/nl060068y 6, 1107 (2006); M. Cantoro, S. Hofmann, S. Pisana, C. Ducati, A. Parvez, A. C. Ferrari, and J. Robertson, Diamond Relat. Mater. 15, 1029 (2006).
70. A. L. Giermann and C. V. Thompson, Appl. Phys. Lett. 86, 121903 (2005).
71. S. Hofmann, M. Cantoro, B. Kleinsorge, C. Casiraghi, A. Parvez, J. Robertson, and C. Ducati, J. Appl. Phys. 98, 034308 (2005).
72. S. Pisana, M. Cantoro, A. Parvez, S. Hofmann, A. C. Ferrari, and J. Robertson, Physica E (Amsterdam) 37, 1 (2007).
73. T. B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd ed. (ASM International, Materials Park, OH, 1990).
74. J. Kikkawa, Y. Ohno, and S. Takeda, Appl. Phys. Lett. 86, 123109 (2005).
75. P. Buffat and J. P. Borel, Phys. Rev. A 13, 2287 (1976).
76. A. Jiang, N. Awasthi, A. N. Kolmogorov, W. Setyawan, A. Borjesson, K. Bolton, A. R. Harutyunyan, and S. Curtarolo, Phys. Rev. B 75, 205426 (2007).
77. A. B. Greytak, L. J. Lauhon, M. S. Gudiksen, and C. M. Lieber, Appl. Phys. Lett. 84, 4176 (2004).
78. T. I. Kamins, R. S. Williams, D. P. Basile, T. Hesjedal, and J. S. Harris, J. Appl. Phys. 89, 1008 (2001).
79. Y. Wang, V. Schmidt, S. Senz, and U. Gosele, Nat. Nanotechnol. 1, 186 (2006).
80. J. B. Hannon, S. Kodambaka, F. M. Ross, and R. M. Tromp, Nature (London) 440, 69 (2006).
81. Y. Wu, Y. Cui, L. Huynh, C. J. Barrelet, D. C. Bell, and C. M. Lieber, Nano Lett. 4, 433 (2004).
82. L. J. Lauhon, M. S. Gudiksen, and C. M. Lieber, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 362, 1247 (2004).
83. L. Cao, L. Laim, C. Ni, B. Nabet, and J. E. Spanier, J. Am. Chem. Soc. 127, 13782 (2005).
84. C. B. Jin, J. E. Yang, and M. H. Jo, Appl. Phys. Lett. 88, 193105 (2006).
85. R. Weast, Handbook of Chemistry and Physics, 64th ed. (Chemical Rubber, Cleveland, 1983).
86. S. Kodambaka, J. B. Hannon, R. M. Tromp, and F. M. Ross, Nano Lett. 6, 1292 (2006).
87. X. H. Sun, N. B. Wong, C. P. Li, S. T. Lee, and T. K. Sham, J. Appl. Phys. 96, 3447 (2004).
88. Y. F. Zhang, Y. H. Tang, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello, and S. T. Lee, J. Cryst. Growth 197, 136 (1999).
89. R. J. Barsotti, Jr., J. E. Fischer, C. H. Lee, J. Mahmood, C. K. W. Adu, and P. Eklund, Appl. Phys. Lett. 81, 2866 (2002).
90. J. Hu, Y. Bando, J. Zhan, Z. Liu, D. Goldberg, and S. P. Ringer, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 17, 975 (2005).
91. A. B. Dalton, Nature (London) 423, 703 (2003).
92. V. Scardaci, A. G. Rozhin, F. Hennrich, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Physica E (Amsterdam) 37, 115 (2007).
93. G. Della Valle, Appl. Phys. Lett. 89, 231115 (2006).
94. http://www.diagenode.com/pages/bioruptor.html
95. T. Pellegrino, Nano Lett. 4, 703 (2004).
96. P. Beecher, J. Appl. Phys. (in press).
97. S. W. Chung, J. Y. Yu, and J. R. Heath, Appl. Phys. Lett. 76, 2068 (2000).
98. D. Wang, Y. L. Chang, Q. Wang, J. Cao, D. B. Farmer, R. G. Gordon, and H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 126, 11602 (2004).
99. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley, New York, 1981).
100. A. M. Cowley and S. M. Sze, J. Appl. Phys. 36, 3212 (1965).
101. C. A. Mead and W. G. Spitzer, Phys. Rev. 134, A713 (1964).
102. M. O. Aboelfotoh and K. N. Tu, Phys. Rev. B 34, 2311 (1986).
103. S. M. Koo, M. D. Edelstein, Q. Li, C. A. Richter, and E. M. Vogel, Nanotechnology 16, 1482 (2005).