Non-polar group-III nitride semiconductor surfaces

Physica Status Solidi - Rapid Research Letters

Volumn 6, Issue 9-10, 2012, Pages 359-369

  Eisele, Holger ^a   Ebert, Philipp ^b  

^a TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^b FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH   (Germany)

Author keywords

Density functional theory; Group III nitride semiconductors; Low energy electron diffraction; Non polar surfaces; Photoelectron spectroscopy; Scanning tunneling microscopy

Indexed keywords

ALN; FUNCTIONALIZED; GROUP III NITRIDES; HIGH SURFACE-TO-VOLUME RATIO; II-IV SEMICONDUCTORS; MATERIAL QUALITY; NON-POLAR; NON-POLAR SURFACES; PIEZOELECTRIC POLARIZATIONS; SIDE WALLS; THEORETICAL CALCULATIONS; WURTZITE CRYSTAL STRUCTURE; ZINCBLENDE STRUCTURES;

ALUMINUM NITRIDE; CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONS; GALLIUM NITRIDE; LOW ENERGY ELECTRON DIFFRACTION; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; ZINC SULFIDE;

SURFACES;

EID: 84867123439     PISSN: 18626254     EISSN: 18626270     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pssr.201206309     Document Type: Review

References (84)

1. H. Amano, M. Kitoh, K. Hiramtsu, and I. Akasaki, J. Electrochem. Soc. 137, 1639 (1990).
2. S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Appl. Phys. Lett. 68, 3269 (1996).
3. A. Krost and A. Dadgar, Mater. Sci. Eng. B 93, 77 (2002).
4. M. Winkelnkemper, A. Schliwa, and D. Bimberg, Phys. Rev. B 74, 155322 (2006).
5. A. E. Romanov, T. J. Baker, S. Nakamura, and J. S. Speck, J. Appl. Phys. 100, 023522 (2006).
6. J. E. Northrup, Appl. Phys. Lett. 95, 133107 (2009).
7. A. Strittmatter, J. E. Northrup, N. M. Johnson, M. V. Kisin, P. Spiberg, H. El-Ghoroury, A. Usikov, and A. Syrkin, Phys. Status Solidi B 248, 561 (2011).
8. R. Dwiliński, R. Doradziński, J. Graczyński, L. P. Sierzputowski, A. Puchalski, Y. Kanbara, K. Yagi, H. Minakuchi, and H. Hayashi, J. Cryst. Growth 310, 3911 (2008).
9. P. Lu, R. Collazo, R. F. Dalmau, G. Durkaya, N. Dietz, B. Raghothamachar, M. Dudley, and Z. Sitar, J. Cryst. Growth 312, 58 (2009).
10. L. Chen, B. J. Skromme, R. F. Dalmau, R. Schlesser, Z. Sitar, C. Chen, W. Sun, J. Yang, M. A. Khan, M. L. Nakarmi, J. Y. Lin, and H. X. Jiang, Appl. Phys. Lett. 85, 4334 (2004).
11. S. Nakamura, MRS Bull. 34, 101 (2009).
12. R. M. Farrell, E. C. Young, F. Wu, S. P. DenBaars, and J. S. Speck, Semicond. Sci. Technol. 27, 024001 (2012).
13. A. Tyagi, Y.-D. Lin, D. A. Cohen, M. Saito, K. Fujito, J. S. Speck, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Express 1, 091103 (2008).
14. T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
15. Y. Enya, Y. Yoshizumi, T. Kyono, K. Akita, M. Ueno, M. Adachi, T. Sumitomo, S. Tokuyama, T. Ikegami, K. Katayama, and T. Nakamura, Appl. Phys. Express 2, 082101 (2009).
16. Y. Yoshizumi, M. Adachi, Y. Enya, T. Kyono, S. Tokuyama, T. Sumitomo, K. Akita, T. Ikegami, M. Ueno, K. Katayama, and T. Nakamura, Appl. Phys. Express 2, 092101 (2009).
17. Y.-D. Lin, M. T. Hardy, P. S. Hsu, K. M. Kelchner, C. Y. Huang, D. A. Haeger, R. M. Farrell, K. Fujito, A. Chakraborty, H. Ohta, J. S. Speck, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Appl. Phys. Express 2, 081202 (2009).
18. L. Ivanova, S. Borisova, H. Eisele, M. Dähne, A. Laubsch, and Ph. Ebert, Appl. Phys. Lett. 93, 192110 (2008).
19. C.-L. Wu, H.-M. Lee, C.-T. Kuo, C.-H. Chen, and S. Gwo, Phys. Rev. Lett. 101, 106803 (2008).
20. C.-L. Wu, H.-M. Lee, C.-T. Kuo, C.-H. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 92, 162106 (2008).
21. Ph. Ebert, L. Ivanova, S. Borisova, H. Eisele, A. Laubsch, and M. Dähne, Appl. Phys. Lett. 94, 062104 (2009).
22. Ph. Ebert, L. Ivanova, and H. Eisele, Phys. Rev. B 80, 085316 (2009).
23. H. Eisele, L. Ivanova, S. Borisova, M. Dähne, M. Winkelnkemper, and Ph. Ebert, Appl. Phys. Lett. 94, 162110 (2009).
24. D. Krüger, S. Kuhr, T. Schmidt, D. Hommel, and J. Falta, Phys. Status Solidi RRL 3, 91 (2009).
25. M. Bertelli, P. Löptien, M. Wenderoth, A. Rizzi, R. G. Ulbrich, M. C. Righi, A. Ferretti, L. Martin-Samos, C. M. Bertoni, and A. Catellani, Phys. Rev. B 80, 115324 (2009).
26. Ph. Ebert, S. Schaafhausen, A. Lenz, A. Sabitova, L. Ivanova, M. Dähne, Y.-L. Hong, S. Gwo, and H. Eisele, Appl. Phys. Lett. 98, 062103 (2011).
27. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, C. Preinesberger, F. Heinrichsdorff, A. Krost, D. Bimberg, and M. Dähne-Prietsch, Appl. Phys. Lett. 75, 106 (1999).
28. H. Eisele, A. Lenz, R. Heitz, R. Timm, M. Dähne, Y. Temko, T. Suzuki, and K. Jacobi, J. Appl. Phys. 104, 124301 (2008).
29. M. Moewe, L. C. Chuang, S. Crankshaw, C. Chase, and C. Chang-Hasnain, Appl. Phys. Lett. 93, 023116 (2008).
30. E. Hilner, U. Håkanson, L. E. Fröberg, M. Karlsson, P. Kratzer, E. Lundgren, L. Samuelson, and A. Mikkelsen, Nano Lett. 8, 3978 (2008).
31. R. E. Algra, M. A. Verheijen, L.-F. Feiner, G. G. W. Immink, W. J. P. van Enckevort, E. Vlieg, and E. P. A. M. Bakkers, Nano Lett. 11, 1259 (2011).
32. G. Mariani, P. S. Wong, A. M. Katzenmeyer, F. Leonard, J. Shapiro, and D. L. Huffaker, Nano Lett. 11, 2490 (2011).
33. T. Xu, K. A. Dick, S. Plissard, T. H. Nguyen, Y. Makoudi, M. Berthe, J. P. Nys, X. Wallart, B. Grandidier, and P. Caroff, Nanotechnology 23, 095702 (2012).
34. S. Zhao, S. Fathololoumi, K. H. Bevan, D. P. Liu, M. G. Kibria, Q. Li, G. T. Wang, H. Guo, and Z. Mi, Nano Lett. 12, 2877 (2012).
35. R. E. Algra, M. A. Verheijen, L.-F. Feiner, G. G. W. Immink, R. Theissmann, W. J. P. van Enckevort, E. Vlieg, and E. P. A. M. Bakkers, Nano Lett. 10, 2349 (2010).
36. O. Brandt, C. Pfüller, C. Chèze, L. Geelhaar, and H. Riechert, Phys. Rev. B 81, 045302 (2010).
37. A. Armstrong, Q. Li, Y. Lin, A. A. Talin, and G. T. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 163106 (2010).
38. T. Gotschke, E. O. Schäfer-Nolte, R. Caterino, F. Limbach, T. Stoica, E. Sutter, K. Jeganathan, and R. Calarco, Nanotechnology 22, 125704 (2011).
39. In this section all crystallographic directions are labeled according to Fig. 1.
40. Ph. Ebert, Surf. Sci. Rep. 33, 121 (1999).
41. K. Jacobi, L. Geelhaar, J. Márquez, J. Platen, and C. Setzer, Appl. Surf. Sci. 166, 173 (2000).
42. T. Suzuki, Y. Temko, M. C. Xu, and K. Jacobi, Surf. Sci. 573, 457 (2004).
43. B. Siemens, C. Domke, P. Ebert, and K. Urban, Phys. Rev. B 56, 12321 (1997).
44. J. E. Northrup and J. Neugebauer, Phys. Rev. B 53, R10477 (1996).
45. D. Segev and C. G. van de Walle, Surf. Sci. Lett. 601, L15 (2007).
46. M. S. Miao, A. Janotti, and C. G. van de Walle, Phys. Rev. B 80, 155319 (2009).
47. C. D. Lee, R. M. Feenstra, J. E. Northrup, L. Lymperakis, and J. Neugebauer, Appl. Phys. Lett. 82, 1793 (2003).
48. J. E. Northrup, Phys. Rev. B 77, 045313 (2008).
49. U. Grossner, J. Furthmüller, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 58, R1722 (1998).
50. A. Kahn, Surf. Sci. Rep. 3, 193 (1983).
51. J. L. A. Alves, J. Hebenstreit, and M. Scheffler, Phys. Rev. B 44, 6188 (1991).
52. J. E. Jaffe, R. Pandey, and P. Zapol, Phys. Rev. B 53, R4209 (1996).
53. A. Filippetti, V. Fiorentini, G. Cappellini, and A. Bosin, Phys. Rev. B 59, 8026 (1999).
54. Y. R. Wang and C. B. Duke, Phys. Rev. B 37, 6417 (1988).
55. T. N. Hrsky, G. R. Brandes, K. F. Canter, C. B. Duke, S. F. Horng, A. Kahn, D. L. Lessor, A. P. Mills, Jr., A. Paton, K. Steven, and K. Stiles, Phys. Rev. Lett. 62, 1876 (1989).
56. J. Pollmann, Surf. Sci. 601, 883 (2007) and references therein.
57. D. V. Froelich, M. E. Lapeyre, J. D. Dow, and R. E. Allen, Superlattices Microstruct. 1, 87 (1985).
58. D. Segev and C. G. van de Walle, Europhys. Lett. 76, 305 (2006).
59. H. Ye, G. Chen, Y. Wu, Y. Zhu, and S.-H. Wei, Phys. Rev. B 80, 033301 (2009).
60. H. Eisele, S. Borisova, L. Ivanova, M. Dähne, and Ph. Ebert, J. Vac. Sci. Technol. B 28, C5G11 (2010).
61. N. D. Jäger, E. R. Weber, K. Urban, and Ph. Ebert, Phys. Rev. B 67, 165327 (2003).
62. C. G. van de Walle and D. Segev, J. Appl. Phys. 101, 081704 (2007).
63. A. Belabbes, J. Furthmüller, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 84, 205304 (2011).
64. C. G. van de Walle and J. Neugebauer, Nature 423, 626 (2003).
65. K. A. Rickert, A. B. Ellis, F. J. Himpsel, H. Lu, W. Schaff, J. M. Redwing, F. Dwikusuma, and T. F. Kuech, Appl. Phys. Lett. 82, 3254 (2003).
66. P. D. C. King, T. D. Veal, C. F. McConville, F. Fuchs, J. Furthmüller, F. Bechstedt, P. Schley, R. Goldhahn, J. Schörmann, D. J. As, K. Lischka, D. Muto, H. Naoi, Y. Nanishi, H. Lu, and W. J. Schaff, Appl. Phys. Lett. 91, 092101 (2007).
67. E. Calleja, J. Grandal, M. A. Sánchez-García, M. Niebelschütz, V. Cimalla, and O. Ambacher, Appl. Phys. Lett. 90, 262110 (2007).
68. L. Ivanova, H. Eisele, M. P. Vaughan, P. Ebert, A. Lenz, R. Timm, O. Schumann, L. Geelhaar, M. Dähne, S. Fahy, H. Riechert, and E. P. O'Reilly, Phys. Rev. B 82, 161201 (2010).
69. C. G. van de Walle, J. L. Lyons, and A. Janotti, Phys. Status Solidi A 207, 1024 (2010).
70. A. Dadgar, A. Strittmatter, J. Bläsing, M. Poschenrieder, O. Contreras, P. Veit, T. Riemann, F. Bertram, A. Reiher, A. Krtschil, A. Diez, T. Hempel, T. Finger, A. Kasic, M. Schubert, D. Bimberg, F. A. Ponce, J. Christen, and A. Krost, Phys. Status Solidi C 0, 1583 (2003).
71. Y.-P. Chiu, B.-C. Chen, B.-C. Huang, M.-C. Shih, and L.-W. Tu, Appl. Phys. Lett. 96, 082107 (2010).
72. C.-T. Kuo, H.-M. Lee, H.-W. Shiu, C.-H. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 94, 122110 (2009).
73. C.-L. Wu, C.-H. Shen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 032105 (2006).
74. B. Siemens, C. Domke, Ph. Ebert, and K. Urban, Phys. Rev. B 59, 3000 (1999).
75. L. Lymperakis, private communication (2012).
76. J. MacChesney, P. M. Bridenbaugh, and P. B. O'Connor, MRS Bull. 5, 783 (1970).
77. N. Dietz, M. Straßburg, and V. Woods, J. Vac. Sci. Technol. A 23, 1221 (2005).
78. K. M. Tracy, W. J. Mecough, R. F. Davis, and R. J. Nemanich, J. Appl. Phys. 94, 4530 (2003).
79. M. Kočan, A. Rizzi, H. Lüth, S. Keller, and U. K. Mishra, Phys. Status Solidi B 234, 773 (2002).
80. J. Falta, Th. Schmidt, S. Gangopadhyay, Chr. Schulz, S. Kuhr, N. Berner, J. I. Flege, A. Pretorius, A. Rosenauer, K. Sebald, H. Lohmeyer, J. Gutowski, S. Figge, T. Yamaguchi, and D. Hommel, Phys. Status Solidi B 248, 1800 (2011).
81. Ch. Schulz, S. Kuhr, H. Geffers, Th. Schmidt, J. I. Flege, T. Aschenbrenner, D. Hommel, and J. Falta, J. Vac. Sci. Technol. A 29, 011013 (2011).
82. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, and M. Dähne-Prietsch, Surf. Interface Anal. 27, 537 (1999).
83. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, F. Heinrichsdorff, A. Krost, D. Bimberg, and M. Dähne-Prietsch, Phys. Status Solidi B 215, 865 (1999).
84. E. T. Yu, MRS Bull. 22, 22 (1997).