Spontaneous nucleation and growth of GaN nanowires: The fundamental role of crystal polarity

Nano Letters

Volumn 12, Issue 12, 2012, Pages 6119-6125

  Fernández Garrido, Sergio ^a   Kong, Xiang ^a   Gotschke, Tobias ^a   Calarco, Raffaella ^a   Geelhaar, Lutz ^a   Trampert, Achim ^a   Brandt, Oliver ^a  

^a PAUL DRUDE INSTITUT FÜR FESTKÖRPERELEKTRONIK   (Germany)

Author keywords

defect; nanocolumn; Nanorod; nucleation; polarity; semiconductor

Indexed keywords

ALN; ALN LAYERS; GAN LAYERS; GAN NANOWIRES; GAN-BASED DEVICES; GROWTH OF GAN; MORPHOLOGICAL DEFECTS; N-POLAR; NANOCOLUMN; PLASMA-ASSISTED MOLECULAR BEAM EPITAXY; POLARITY; POLARITY INVERSION; SPONTANEOUS FORMATION; SPONTANEOUS NUCLEATION;

DEFECTS; MOLECULAR BEAM EPITAXY; NANORODS; NANOWIRES; NUCLEATION; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SILICON CARBIDE;

GALLIUM NITRIDE;

EID: 84870956284     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl302664q     Document Type: Article

References (59)

1. Schmidt-Mende, L.; Macmanus-Driscoll, J. L. Mater. Today 2007, 10, 40-48
2. Liu, J.; Xie, S.; Chen, Y.; Wang, X.; Cheng, H.; Liu, F.; Yang, J. Nanoscale Res. Lett. 2011, 6, 619
3. Pfüller, C.; Brandt, O.; Flissikowski, T.; Grahn, H. T.; Ive, T.; Speck, J. S.; DenBaars, S. P. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 113113
4. Perillat-Merceroz, G.; Thierry, R.; Jouneau, P.-H.; Ferret, P.; Feuillet, G. Nanotechnology 2012, 23, 125702
5. Yoshizawa, M.; Kikuchi, A.; Mori, M.; Fujita, N.; Kishino, K. Jpn. J. Appl. Phys. 1997, 36, L459-L462
6. Sánchez-García, M.; Calleja, E.; Monroy, E.; Sánchez, F.; Calle, F.; Muñoz, E.; Beresford, R. J. Cryst. Growth 1998, 183, 23-30
7. Calleja, E.; Ristić, J.; Fernández-Garrido, S.; Cerutti, L.; Sánchez-García, M. A.; Grandal, J.; Trampert, A.; Jahn, U.; Sánchez, G.; Griol, A.; Sánchez, B. Phys. Status Solidi B 2007, 244, 2816-2837
8. Calarco, R.; Meijers, R. J.; Debnath, R. K.; Stoica, T.; Sutter, E.; Lüth, H. Nano Lett. 2007, 7, 2248-51
9. Stoica, T.; Sutter, E.; Meijers, R. J.; Debnath, R. K.; Calarco, R.; Lüth, H.; Grützmacher, D. Small 2008, 4, 751-4
10. Bertness, K. A.; Memberaaa, S.; Sanford, N. A.; Davydov, A. V. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2011, 17, 847-858
11. Geelhaar, L.; Chèze, C.; Jenichen, B.; Brandt, O.; Pfüller, C.; Münch, S.; Rothemund, R.; Reitzenstein, S.; Forchel, A.; Kehagias, T.; Komninou, P.; Dimitrakopulos, G. P.; Karakostas, T.; Lari, L.; Chalker, P. R. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2011, 17, 878-888
12. MaÌŠrtensson, T.; Svensson, C. P. T.; Wacaser, B. A.; Larsson, M. W.; Seifert, W.; Deppert, K.; Gustafsson, A.; Wallenberg, L. R.; Samuelson, L. Nano Lett. 2004, 4, 1987-1990
13. Lagally, M. G.; Blick, R. H. Nature 2004, 432, 450
14. Kikuchi, A.; Kawai, M.; Tada, M.; Kishino, K. Jpn. J. Appl. Phys. 2004, 43, L1524-L1526
15. Sekiguchi, H.; Kishino, K.; Kikuchi, A. Electron. Lett. 2008, 44, 151-152
16. Carnevale, S. D.; Yang, J.; Phillips, P. J.; Mills, M. J.; Myers, R. C. Nano Lett. 2011, 11, 866-71
17. Li, S.; Waag, A. J. Appl. Phys. 2012, 111, 071101
18. Calleja, E.; Sánchez-García, M.; Sánchez, F.; Calle, F. B.; Naranjo, F.; Muñoz, E.; Jahn, U.; Ploog, K. Phys. Rev. B 2000, 62, 16826-16834
19. Trampert, A.; Ristić, J.; Jahn, U.; Calleja, E.; Ploog, K. H. Proc. 13th Int. Conf. Microscopy Semiconducting Mater., IOP Conf. Ser. No. 2003, 180, 167.
20. Brandt, O.; Pfüller, C.; Chèze, C.; Geelhaar, L.; Riechert, H. Phys. Rev. B 2010, 81, 45302
21. Fernández-Garrido, S.; Grandal, J.; Calleja, E.; Sánchez-García, M. A.; López-Romero, D. J. Appl. Phys. 2009, 106, 126102
22. Cherns, D.; Meshi, L.; Griffiths, I.; Khongphetsak, S.; Novikov, S. V.; Farley, N.; Campion, R. P.; Foxon, C. T. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 121902
23. Cherns, D.; Meshi, L.; Griffiths, I.; Khongphetsak, S.; Novikov, S. V.; Farley, N. R. S.; Campion, R. P.; Foxon, C. T. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 111911
24. Chèze, C.; Geelhaar, L.; Brandt, O.; Weber, W.; Riechert, H.; Münch, S.; Rothemund, R.; Reitzenstein, S.; Forchel, A.; Kehagias, T.; Komninou, P.; Dimitrakopulos, G.; Karakostas, T. Nano Res. 2010, 3, 528-536
25. Kong, X.; Ristic, J.; Sánchez-García, M.; Calleja, E.; Trampert, A. Nanotechnology 2011, 22, 415701
26. Hestroffer, K.; Bougerol, C.; Leclere, C.; Renevier, H.; Daudin, B. Phys. Rev. B 2011, 84, 245302
27. Brubaker, M. D.; Levin, I.; Davydov, A. V.; Rourke, D. M.; Sanford, N. A.; Bright, V. M.; Bertness, K. A. J. Appl. Phys. 2011, 110, 053506
28. Largeau, L.; Galopin, E.; Gogneau, N.; Travers, L.; Glas, F.; Jean-Christophe, H. Cryst. Growth Des. 2012, 12, 2724
29. Consonni, V.; Knelangen, M.; Geelhaar, L.; Trampert, A.; Riechert, H. Phys. Rev. B 2010, 81, 085310
30. Consonni, V.; Hanke, M.; Knelangen, M.; Geelhaar, L.; Trampert, A.; Riechert, H. Phys. Rev. B 2011, 83, 035310
31. Hestroffer, K.; Leclere, C.; Cantelli, V.; Bougerol, C.; Renevier, H.; Daudin, B. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 212107
32. Dubrovskii, V.; Consonni, V.; Trampert, A.; Geelhaar, L.; Riechert, H. Phys. Rev. B 2012, 85, 165317
33. Bernardini, F.; Fiorentini, V.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1997, 56, R10024-R10027
34. Green, D. S.; Haus, E.; Wu, F.; Chen, L.; Mishra, U. K.; Speck, J. S. J. Vac. Sci. Technol., B 2003, 21, 1804
35. Feduniewicz, A.; Skierbiszewski, C.; Siekacz, M.; Wasilewski, Z. R.; Sproule, I.; Grzanka, S.; Ru, J.; Borysiuk, J.; Kamler, G.; Litwin-Staszewska, E.; Czernecki, R.; Bockowski, M.; Porowski, S. J. Cryst. Growth 2005, 278, 443-448
36. Chichibu, S. F.; Setoguchi, A.; Uedono, A.; Yoshimura, K.; Sumiya, M. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 28
37. Ptak, A. J.; Holbert, L. J.; Ting, L.; Swartz, C. H.; Moldovan, M.; Giles, N. C.; Myers, T. H.; Van Lierde, P.; Tian, C.; Hockett, R. A.; Mitha, S.; Wickenden, A. E.; Koleske, D. D.; Henry, R. L. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2740
38. Seelmann-Eggebert, M.; Weyher, J. L.; Obloh, H.; Zimmermann, H.; Rar, A.; Porowski, S. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 2635
39. Xu, K.; Yoshikawa, A. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 251
40. Nath, D. N.; Gür, E.; Ringel, S. A.; Rajan, S. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 071903
41. Chèze, C.; Geelhaar, L.; Trampert, A.; Riechert, H. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 043101
42. Jenichen, B.; Brandt, O.; Pfüller, C.; Dogan, P.; Knelangen, M.; Trampert, A. Nanotechnology 2011, 22, 295714
43. Largeau, L.; Dheeraj, D. L.; Tchernycheva, M.; Cirlin, G. E.; Harmand, J. C. Nanotechnology 2008, 19, 155704
44. Bierman, M. J.; Lau, Y. K. A.; Kvit, A. V.; Schmitt, A. L.; Jin, S. Science 2008, 320, 1060-3
45. Stutzmann, M.; Ambacher, O.; Eickhoff, M.; Karrer, U.; Lima Pimenta, A.; Neuberger, R.; Schalwig, J.; Dimitrov, R.; Schuck, P.; Grober, R. Phys. Status Solidi B 2001, 228, 505-512
46. Wang, X.; Yoshikawa, A. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2004, 48-49, 42-103
47. Fossard, F.; Brault, J.; Gogneau, N.; Monroy, E.; Enjalbert, F.; Dang, L. S.; Bellet-Amalric, E.; Monnoye, S.; Mank, H.; Daudin, B. Mater. Sci. Forum 2004, 457-460, 1577-1580
48. Brandt, O.; Muralidharan, R.; Waltereit, P.; Thamm, A.; Trampert, A.; von Kiedrowski, H.; Ploog, K. H. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4019
49. Han, Y.; Aoyama, T.; Ichimiya, A.; Hisada, Y. Surf. Sci. 2001, 493, 238-245
50. Koblmüller, G.; Averbeck, R.; Geelhaar, L.; Riechert, H.; Hösler, W.; Pongratz, P. J. Appl. Phys. 2003, 93, 9591
51. Stadelmann, P. A. Ultramicroscopy 1987, 21, 131
52. Fernández-Garrido, S.; Koblmüller, G.; Calleja, E.; Speck, J. S. J. Appl. Phys. 2008, 104, 033541
53. Consonni, V.; Knelangen, M.; Trampert, A.; Geelhaar, L.; Riechert, H. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 071913
54. Kong, X.; Hu, G. Q.; Duan, X. F.; Lu, Y.; Liu, X. L. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 1990
55. Rosa, A.; Neugebauer, J. Surf. Sci. 2006, 600, 335-339
56. Hoke, W. E.; Torabi, A.; Mosca, J. J.; Hallock, R. B.; Kennedy, T. D. J. Appl. Phys. 2005, 98, 084510
57. Chen, X. J.; Gayral, B.; Sam-Giao, D.; Bougerol, C.; Durand, C.; Eymery, J. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 251910
58. Scheffler, M.; Zywietz, T. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 487-489
59. Koblmüller, G.; Fernández-Garrido, S.; Calleja, E.; Speck, J. S. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 161904