Localized Charge Transfer Process and Surface Band Bending in Methane Sensing by GaN Nanowires
电化学和传感器件中所涉及的半导体纳米结构表面的物理化学过程受到本征或非本征缺陷的强烈影响。为了揭示表面控制的传感机制，故意在GAN纳米线的表面上创建晶格氧缺陷，用于阐明甲烷（CH 4）传感中的电荷转移过程。富氧GAN纳米线的电子能量损失谱（EELS）研究的实验和模拟结果证实了2（ON）和VGa-3 ON缺陷复合物的可能存在。利用开尔文探针显微镜（SKPM）原位扫描研究了整体纳米线传感器件的整体电阻响应和单个GAN纳米线中的局部电荷转移过程。纳米线表面VGa-3 ON缺陷复合物的局域电荷转移过程控制了富氧系综GAN纳米线的整体气敏行为。
2016-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Polarization fields in GaN/AlN nanowire heterostructures studied by Off axis holography
在这项工作中，我们提出了一个离轴全息研究GAN/AlN异质结构纳米线生长的等离子体辅助分子束外延。我们讨论了样品制备的纳米线样品的电子全息和结合使用全息投影电位的理论计算，以获得了解这些纳米结构的电位分布得到的电位分布。讨论了表面态的影响
2014-04-10 cond-mat.mtrl-sci
GaN and InN nanowires grown by MBE: a comparison
研究了分子束外延（MBE）生长的GAN和InN纳米线的形貌、光学和输运性质。强调了两种材料在生长参数和优化过程方面的差异。纳米线的结晶质量已经通过它们的光学性质进行了研究。给出了输运特性的比较。对于每种材料的能带模式，它考虑到运输和光学功能，是基于费米能级钉扎在表面。
2006-11-27 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature growth of GaN nanowires by molecular beam epitaxy: toward the materials quality of bulk GaN
针对分子束外延中高温下GaN纳米线自发生长孵育时间长的问题，提出三种非常规生长方法实现最高875℃生长，所得纳米线光学质量媲美先进自支撑GaN层。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Natural charge spatial separation and quantum confinement of ZnO/GaN core/shell nanowires
采用密度泛函方法研究了ZnO/GAN核壳异质结构纳米线的电子结构<0001>.揭示了{1-100}界面电荷重分布引起的内建电场和能带偏移。ZnO-芯/GaN-壳纳米线，而不是GaN-芯/ZnO-壳的预测表现出自然的电荷空间分离行为，这是可以理解的有效质量模型。讨论了量子限制效应对带隙和带阶的影响。
2010-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Investigating the origin of the nonradiative decay of bound excitons in GaN nanowires
我们调查的起源的快速复合动力学的束缚和自由激子在GAN纳米线系综的温度依赖的光致发光光谱使用连续波和脉冲激发。在10 ~ 300 K温度范围内，GAN纳米线的激子复合主要由非辐射通道控制。此外，GAN纳米线中的束缚激子和自由激子即使在低温下也会强烈耦合，从而导致这些状态的共同寿命。通过求解耦合二能级系统的速率方程，我们发现，在实践中，人们不能区分无辐射衰变是直接通过束缚态发生还是间接通过自由态发生。纳米线表面和聚结诱导的位错似乎是最明显的候选人的非辐射缺陷，因此，我们比较了激子的衰减时间测量的各种GAN纳米线系综具有不同的表面积与体积比和聚结度。发现数据与这些参数中的任一个都没有相关性，即。例如，在所研究的GAN纳米线中占主导地位的非辐射沟道既不与纳米线表面相关，也不与本样品的聚结诱导缺陷相关。因此，我们得出结论，非辐射点缺陷的起源的激子在GAN纳米线的快速复合动力学。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Counterintuitive strain distribution in axial (In,Ga)N/GaN nanowires
我们研究了GAN纳米线中轴向（In，Ga）N段引起的三维形变场。利用线弹性理论框架内的有限元方法，我们研究了应变场对段长和纳米线半径之比的依赖关系。与直觉相反，弹性应变张量的平面外分量被发现假设为大的负值的长度半径比接近1。我们表明，这种意想不到的效果是在自由侧壁和相关的大剪切应变组件的纳米线的变形的直接后果。单根（In，Ga）N/GAN纳米线的模拟倒易空间图表明，nanofocus x射线衍射是一种合适的实验方法来评估这种特殊的应变状态。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic investigation of native defects induced electron-phonon coupling in GaN nanowires
通过理解这些纳米结构中载流子与光激发的耦合，可以实现III族氮化物纳米器件中先进光电性能的集成。本征缺陷诱导的电子-声子耦合在GAN纳米线报道使用各种光谱研究。采用常压化学气相沉积技术生长了具有不同本征缺陷的GAN纳米线。X射线光电子能谱分析表明，Ga/N比在纳米线有可能的原生缺陷的变化，相对于它们的生长参数。通过对拉曼光谱中电子-声子耦合特征的分析，揭示了非故意掺杂GAN纳米线中载流子密度和迁移率随本征缺陷的变化规律。在光致发光研究中观察到的施主-受主对跃迁的辐射复合和相应的LO声子副本进一步强调了本征缺陷在电子-声子耦合中的作用。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between the structural and optical properties of spontaneously formed GaN nanowires: a quantitative evaluation of the impact of nanowire coalescence
我们研究了自发形成的GAN纳米线的结构和光学性质与不同程度的合并。该量通过分析由平面图扫描电子显微镜获得的纳米线的横截面积和周长来确定。X射线衍射实验被用来测量纳米线系综中的不均匀应变以及纳米线的取向分布。对在裸Si（111）和AlN缓冲的6 H-SiC（000-1）上制备的GAN纳米线系综所获得的结果的比较表明，不均匀应变的主要来源是由相邻纳米线的合并引起的随机变形。纳米线聚结引起的应变不均匀性的大小不仅取决于聚结程度，还取决于聚结纳米线的相互取向差。光致发光谱中施主束缚激子跃迁的线宽并不随聚结程度的增加而单调增加。与此相反，均方根应变与施主束缚激子跃迁的线宽的比较揭示了一个明确的相关性：应变不均匀性越高，线宽越大。
2014-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Temperature insensitive optical alignment of the exciton in nanowire embedded GaN Quantum Dots
利用时间分辨光致发光光谱研究了纳米线嵌入GAN/AlN量子点的激子自旋动力学。在线性极化准共振激发下，我们证明了激子自旋弛豫的淬灭和激子线性极化的温度不敏感程度，证明了这些纳米线嵌入量子点中激子自旋的光学对准的鲁棒性。的发光偏振角依赖性的详细检查显示正交线性激子本征态，没有择优晶体取向。
2011-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Elastic vs. plastic strain relaxation in coalesced GaN nanowires: an x-ray diffraction study
自发形成的GAN纳米线的密集阵列中的聚结通过集束进行：相邻纳米线在其顶部弯曲并合并，从而以弯曲的弹性能为代价降低其表面能。我们给这个捆绑过程的能量的理论描述。的弯曲能量被证明是通过在聚结关节的位错的创建大大减少。实验和计算的X射线衍射曲线的比较，从合奏的捆绑纳米线表明，很大一部分的弯曲能量确实是放松的塑性形变。残余弯曲通过衍射轮廓的延伸尾部来表现。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Strain evolution in GaN Nanowires: from free-surface objects to coalesced templates
自上而下制造的GAN纳米线，250 nm的直径和不同的高度，已被用来实验确定沿1维物体的垂直方向的应变的演变。X射线衍射和光致发光技术已被用来获得内部的纳米线从他们的基地到他们的顶面的初始压缩和拉伸应变的应变分布。从光学和结构表征的弛豫行为完全匹配的数值计算结果的基础上的连续介质的方法。通过监测横向自由表面实现的弹性松弛，估计了纳米线可以被认为是无应变的高度。基于该结果，足够高以无应变的NW已经被合并以形成连续的GAN层。X射线衍射，光致发光和阴极发光清楚地表明，尽管初始的无应变纳米线模板，最终的GAN层是应变。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of GaN nanowires grown on c-, r- and m-plane sapphire substrates
在喷淋头金属有机化学气相沉积系统中，使用镍催化剂和三甲基镓和氨作为前体，在c面、r面和m面蓝宝石衬底上生长氮化镓纳米线。我们研究了载气，生长温度，反应器压力，反应物流速和衬底取向的影响，以获得薄的纳米线。纳米线的生长方向取决于衬底的取向。<10-11><10-10>这些纳米线的进一步特征在于使用X射线衍射，电子显微镜，光致发光和拉曼光谱。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Coaxial Nanowire Resonant Tunneling Diodes from non-polar AlN/GaN on Silicon
利用等离子体辅助分子束外延技术在n-Si（111）衬底上生长AlN/GAN核壳纳米线异质结，制备了共振隧穿二极管。通过使用同轴几何形状，这些装置利用非极性（m平面）纳米线侧壁。器件建模预测非极性取向应增强共振隧穿相比，极性结构和AlN双势垒将导致更高的峰谷电流比相比，AlGaN的障碍。电测量合奏的纳米线显示负微分电阻只出现在低温下。单个纳米线的测量结果显示，在室温下，峰值电流密度为5*10^5 A/cm^2时，纳米线的微分电阻为负。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Ferromagnetic Stability in Cu Doped Passivated GaN Nanowires
采用密度泛函方法研究了GAN：Cu纳米线的室温铁磁性。我们的研究结果表明，两个铜掺杂剂是最稳定的，当他们彼此接近。与块状GAN：Cu相比，我们发现Cu掺杂纳米线的磁化和铁磁性强烈增强，因为Cu td带的带宽由于NW的1D性质而减小。表面钝化被证明是至关重要的，以维持GAN：Cu纳米线的铁磁性。这些发现与实验观察结果非常一致，并表明这种类型的系统中的铁磁性可以通过控制主体材料的尺寸或形状来调节。
2008-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Screening of the quantum-confined Stark effect in AlN/GaN nanowire superlattices by Germanium doping
我们报道了在AlN/GAN纳米线异质结构中极化诱导的内部电场的静电屏蔽，其中锗掺杂的GAN纳米盘嵌入AlN势垒之间。以高于$10^{20}\,\text{cm}^{-3}$的浓度掺入锗使GAN纳米盘的光致发光发射能量转移到更高的能量，伴随着光致发光衰减时间的减少。同时，发射能量的厚度依赖性偏移显著降低。尽管施主浓度高，但没有观察到光致发光特性的劣化。
2014-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy of GaN Nanowires on Epitaxial Graphene
本研究提出一种全外延可规模化的生长方法，利用等离子体辅助分子束外延在SiC衬底的多层石墨烯上制备出垂直、排列良好的单晶GaN纳米线，其结构质量与传统衬底制备的同类结构相当，可用于纳米线器件的接触层。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Comprehensive investigation on the correlation of growth, structural and optical properties of GaN nanowires grown on Si(111) substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy technique
本研究阐明了在不同生长条件下，通过等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）技术在Si（111）衬底上生长的GAN纳米线的结构和光学性质之间的相关性。在不同的衬底温度下生长出具有不同形状、尺寸和分布的GAN纳米线，其中相同的Ga-N（III-V）比为0.4。我们观察到，在较低的衬底温度（~700摄氏度）下生长的样品产生具有几乎非常小（~30%）的圆形度的二维岛状结构，而增加衬底温度（>770摄氏度）导致具有优异结构特性的单个GAN NW（>80%圆形度）的生长。温度依赖的光致发光测量与拉曼激活模式的分析提供了合理的证据之间的强相关性的结构和光学性质生长在Si衬底上的GAN纳米线。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Self-regulated radius of spontaneously formed GaN nanowires in molecular beam epitaxy
本研究通过改变Ga通量实验并结合动力学模型，揭示了GaN纳米线半径的自调节机制，解释了富N条件及III/V比影响半径的实验现象。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic control of the optical emission from GaN/InGaN nanowire quantum dots by surface acoustic waves
利用声表面波（SAW）动态控制GAN纳米线中InGaN量子点的光发射。激子和双激子线的发射能量在~330 MHz下调制在1.5 meV范围内。激子和双激子光谱调制的一个小的，但系统的差异揭示了SAW振幅的双激子结合能的线性变化。目前的结果是相关的动态控制的个人单光子发射器的氮化物半导体的基础上。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Growth and characterization of GaN/Ga2O3 Nanowire Heterostructures for Ultraviolet Optoelectronics
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）；RISE Research Institutes of Sweden（瑞典RISE研究院）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Hexagem AB（Hexagem公司）
该研究采用多种沉积技术制备GaN/β-Ga2O3平面及核/壳纳米线异质结构，经表征证实其具备整流特性与自供电紫外响应，为相关光电器件研发提供了可行路径。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Structural Characteristics of Zinc-Blende Wurtzite Biphasic Homostructure GaN Nanowires
我们报道了一种新的双相结晶纤锌矿/锌掺杂的氮化镓纳米线。阴极发光被用来定量测量纤锌矿和锌铁氧体的带隙。高分辨率透射电子显微镜被用来确定不同的纤锌矿和锌-微晶晶相内的单个纳米线，通过使用选区电子衍射，电子色散谱，电子能量损失谱，和快速傅立叶变换技术。确定了增长机制。
2007-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Environmental sensitivity of n-i-n and undoped single GaN nanowire photodetectors
在这项工作中，我们比较了单缺陷无掺杂和n-在GAN纳米线（NW）的光电探测器性能。在真空中，未掺杂的纳米线呈现出响应率增加，非线性和持续的光电导效应（~ 100 s）。他们的非钉扎费米能级在m-平面NW侧壁增强的表面状态的光电探测动力学的作用。空气吸附氧加速载流子动力学的代价是降低光响应。相比之下，在n-i-n纳米线中，费米能级钉扎在接触区域限制了表面能带弯曲的光致扫描，从而降低了环境敏感性，并防止了即使在真空中的持续效应。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Engineering decomposition-resilience and de-coalescence of GaN nanowire ensembles
对GaN纳米线（NW）和相关III族氮化物用于（光）电子应用的兴趣迅速增加，要求立即解决与NW生长和器件加工相关的技术挑战。为此，我们在这项工作中展示了一种抑制GAN纳米线热分解的方法，这也有助于弥补生长过程中纳米线聚结的影响。虽然这两种效应都是众所周知的GaN纳米线器件发展的主要障碍，但迄今为止尚未报道解决这些问题的可靠方法。我们表明，通过提供一个薄的氮化铝盖层，外延生长的GAN纳米线的顶面上，热分解几乎可以完全抑制。AlN覆盖后GAN NW系综的热退火导致未覆盖/部分覆盖的NW的选择性分解，留下（大部分）AlN覆盖的GAN NW，具有优异的晶体和发光特性。因此，这种简单但非常有效的方法可以作为基于GaN-NW的（光）电子技术路线图中非常重要的里程碑。
2018-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Different strategies for GaN-MoS2 and GaN-WS2 core-shell nanowire growth
一维（1D）纳米结构-纳米线（NW）-表现出集成在不同类型的功能器件的有前途的性能。通过将不同的有前途的材料（例如层状范德华材料和常规半导体）组合成1D-1D核-壳异质结构，可以进一步增强或调整其性能以用于特定应用。在这项工作中，我们展示了通过两种不同的方法生长GaN-MoS 2和GaN-WS 2核壳纳米线：（1）在GAN纳米线上沉积牺牲过渡金属氧化物涂层，然后硫化的两步过程;（2）从各自的材料靶在GAN纳米线上脉冲激光沉积少层MoS 2或WS 2。通过扫描和透射电子显微镜、X射线衍射、显微拉曼光谱和X射线光电子能谱学对所制备的纳米结构进行了表征。通过这两种途径可以制备具有少层MoS 2和WS 2壳的高结晶质量核-壳NW异质结构。实验结果得到了理论电子结构计算的支持，证明了合成的核-壳NW异质结构作为光催化剂用于从水中高效制氢的潜力。
2022-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Multi-phonon Raman scattering in GaN nanowires
紫外拉曼散射研究表明，纤锌矿GAN纳米线系统中的纵向光学（LO）模式高达4阶。电子与离子键合GAN的长程静电场的Frohlich相互作用引起LO声子模的增强。晶体学和发光研究表明，良好的晶体质量被认为是导致这一重要观察结果的原因。计算的尺寸依赖性，结合尺寸校正的介电常数，电子-声子相互作用能与测量值吻合良好，也预测更强的相互作用能比直径小于3 nm的散装。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic switching in Au functionalized GaN nanowires in the realm of surface plasmon polatriton propagation: A single nanowire switching device
报道了Au纳米颗粒功能化半导体GAN（Au-GaN）纳米线的光响应，用于使用532激发的光开关。采用催化剂辅助化学气相沉积技术生长了宽带隙GAN纳米线，并通过化学方法进行了Au功能化。Au-GaN纳米线显示出Au纳米团簇在550 nm附近的表面等离子体共振（SPR）模式以及GAN在365 nm附近的特征带。观察到的光学开关的Au-GaN纳米线的子带隙激发532 nm的表面等离子体激元辅助传输的电子在系统中的可能作用。在不存在使用325 nm激发的光开关的情况下，排除了带传导的作用，325 nm激发的能量高于室温下GAN的约3.4 eV（365 nm）的报道带隙。随着粒子间的分离，有限量的Au的带间贡献起着重要的作用。开关器件也成功地测试了一个单一的GAN纳米线功能化与金纳米团簇。对于单个GAN纳米线中的载流子的表面等离子体激元辅助电输运，测量到0.05欧姆-cm的电阻率值。
2015-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal-to-Cubic Phase Transformation in GaN Nanowires by Ga+-Implantation
研究了聚焦离子束辅助Ga ~+注入GAN纳米线中的立方相转变。光学光致发光和阴极发光的研究，以及高分辨率透射电子显微镜结构的研究，以确认相变。在一种可能性中，来自注入源的Ga的充分积累可能降低了表面能并同时稳定了立方相。其他潜在的原因可能是，在短程有序的波动引起的增强动态退火（缺陷湮没）与辐照过程中稳定的立方相，并导致相变。
2004-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Nonpolar p-GaN/n-Si heterojunction diode characteristics: A comparison between ensemble and single nanowire devices
研究了整体和单个p-GaN纳米线和n-Si异质结器件的电学和光电二极管特性。发现单纳米线p-GaN/n-Si器件的理想因子比整体纳米线器件的理想因子低约三倍。除了p-GaN纳米线中的深能级陷阱之外，由于在系综纳米线器件中Mg掺杂剂的不均匀性而导致的缺陷态归因于高理想因子的起源。光伏模式的集成纳米线器件的填充因子高达60%的改善与填充因子高达30%的单纳米线器件。在470 nm处，发现光导模式下的单纳米线器件的响应率增强了五个数量级。单纳米线器件的增强的光响应也证实了由于p-GaN纳米线中的缺陷态而导致的光电导。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defect-impurity complex induced long-range ferromagnetism in GaN nanowires
采用GGA+U近似方法研究了Gd掺杂和点缺陷掺杂的纤锌矿（0001）GAN纳米线的结构、电学和磁学性质。我们发现，Ga空位（VGa）表现出较低的形成能相比，N空位（VN）。点缺陷的进一步稳定化由于Gd的存在而发生，并且环境铁磁性（FM）可以通过由VGa诱导的附加正电荷而在NW中稳定。电子结构分析表明，VGa引入额外的水平，导致铁磁耦合的带隙中，由于与Gd d和f状态的Ga和N原子的p状态的杂化。在Gd-VGa配合物存在下，获得了76.4meV的铁磁交换耦合能，因此铁磁交换耦合能主要由GAN纳米线中的阳离子空位-稀土配合物缺陷决定。另一方面，VN引入额外的电子载流子，并不有助于增加铁磁交换能。
2015-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Small-angle X-ray scattering from GaN nanowires on Si(111): facet truncation rods, facet roughness, and Porod's law
对Si（111）衬底上生长的GAN纳米线的小角X射线散射进行了实验研究和蒙特卡罗模拟。结果表明，在大波矢处的散射强度不遵循Porod定律$I(q)\propto q^{-4}$。强度取决于侧面相对于入射X射线束的取向。当散射矢量沿小平面法线方向时，它是最大的，这是对表面截断杆散射的回忆。在大的波矢$q$，散射强度被发现减少表面粗糙度。0.9~nm的均方根粗糙度（其为每微米长刻面仅3- 4个原子台阶的高度）已经引起强烈的强度降低。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Understanding peculiarities in the optoelectronic characteristics of light emitting diodes based on (In,Ga)N/GaN nanowires
研究了p型顶接触对分子束外延（In，Ga）N/GAN纳米线系综发光二极管（LED）光电特性的影响。我们比较了用Ni/Au或氧化铟锡（ITO）顶部接触制造的器件。具有ITO的NW-LED表现出发射电致发光的NWs的数量密度高约10倍，显著降低的开启电压和串联电阻，以及比具有Ni/Au的样品高一个数量级以上的相对外量子效率。这些结果表明，迄今为止报道的此类器件的性能限制可以通过改善p型顶部接触来克服。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Improved control over spontaneously formed GaN nanowires in molecular beam epitaxy using a two-step growth process
研究了等离子体辅助分子束外延中生长条件对GAN纳米线在Si（111）衬底上自发生长的影响。我们发现，一个两步生长的方法，其中在成核阶段的衬底温度增加，是一种有效的方法来获得控制的面积覆盖率，平均直径，和聚结程度的GAN纳米线合奏。此外，我们还表明，在孵育时间之前的纳米线成核的生长条件不影响最终的纳米线合奏的属性。因此，当在升高的温度下或以低Ga/N比生长GAN纳米线时，通过在孵育时间期间使用更有利的纳米线成核生长条件，可以显著减少总生长时间。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extraction of absorption coefficients from GaN nanowires grown on opaque substrates
我们展示了一种新的方法来测量任何家庭的纳米线的吸收系数，只要它们生长在基板上具有相当大的差异，在介电常数与空气中的空气矩阵。在高晶体质量的情况下，无应变GAN纳米线，生长在Si（111）衬底上的密度为~1010 cm-2，提取的吸收系数没有表现出任何增强相比，体GAN值，不像文献中的相关权利要求。这可能归因于我们的纳米线阵列的相对小的直径、短的高度和高密度。
2014-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Blue shift of yellow luminescence band in self-ion-implanted n-GaN nanowire
光学光致发光的研究进行自离子（Ga+）注入名义掺杂的n-GaN纳米线。辐照过程中使用了能量为50 keV的Ga+聚焦离子束（FIB），注量范围为1 × 1014 - 2 × 10^16离子cm ^-2。随着能量密度的增加，观察到黄色发光（YL）带的蓝移。施主-受主对（DAP）模型的发射涉及浅施主引入的点缺陷团簇相关的氮空位和可能的深受主镓间隙团簇创建负责的移位。氮气氛中的高温退火通过去除氮空位来恢复YL带的峰位。
2004-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Crystal polarity discrimination for GaN nanowires on graphene
我们目前的实验数据和计算分析的石墨烯虚拟衬底上形成的GaN纳米线。我们表明，石墨烯上的GaN纳米线表现出氮极性。我们采用基于DFT的计算分析表明，在不同的可能配置的Ga和N原子中，只有N极性的是稳定的。我们认为，极性歧视的发生是由于偶极相互作用的GaN的双和$π$-轨道的石墨烯片。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced radiative efficiency in GaN nanowires grown on sputtered TiN$_{\boldsymbol{x}}$: effects of surface electric fields
通过分子束外延生长的GAN纳米线通常遭受占主导地位的非辐射复合，这被认为是源于点缺陷。为了抑制这些缺陷的形成，我们探索的GAN纳米线的合成温度高达915 $°C$启用使用热稳定的TiN $_x$ /Al $_2$ O $_3$基板。这些样品确实表现出束缚激子衰减时间接近那些最先进的块状GAN测量。然而，衰减时间与生长温度无关，而是与纳米线直径相关。衰减时间与直径的反比关系表明GAN纳米线的非辐射过程不是由缺陷密度控制的，而是由表面能带弯曲引起的径向电场中激子的场电离控制的.我们提出了一个统一的机制占任意直径的GAN纳米线的非辐射复合。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Oxygen and Aluminium Incorporation on Local Structure of GaN Nanowires: Insight from Extended X-ray Absorption Fine Structure Analysis
对影响固体宏观性质的局部结构的深入研究具有潜在的意义。研究了用化学气相沉积技术制备的不同本征缺陷浓度的GAN纳米线的局域结构。扩展的X射线吸收精细结构（EXAFS）分析和半经验和密度泛函理论（DFT）的计算被用来解决掺杂剂的掺入以及其他缺陷的配位数和键长值的影响。在GAN的局部四面体结构中，键长值沿择优晶轴的减小强调了氧掺杂的优选晶格位置。通过模拟证实了优先键长收缩。我们还研究了Al掺入对GAN纳米线局域原子构型的影响。采用离子束混合和辐照后扩散的离子束技术合成了AlxGa 1-xN纳米线。用EXAFS方法研究了Al掺杂对GAN局域四面体结构的影响。分析提供了一个清晰的理解，选择一个合适的三元III族氮化物随机合金的形成过程。与EXAFS分析的局部结构研究证实了所观察到的宏观性质研究，使用拉曼光谱。
2021-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of oxygen in architecting large scale nonpolar GaN nanowires
通过控制表面极性来操纵半导体纳米线的表面结构是用于商业化的基于纳米线的电子和光电子器件的重要目标之一。我们报道了具有受控和均匀的表面形貌和尺寸分布的非常高的结构和光学质量的非极性GAN纳米线的生长，用于大规模生产。研究了O污染（~1-10^5 ppm）在这些纳米线表面结构中的作用及其可能的机制。在富氧条件下生长的非极性GAN纳米线显示出不均匀的表面形貌和尺寸（50 - 150 nm），而对于在氧还原条件下生长的样品，纳米线具有40（5）nm的精确尺寸和均匀的表面形貌。相对O含量估计使用电子能量损失谱研究。均匀的纳米线的尺寸选择性生长也被证明，在O还原的条件下，使用不同的催化剂尺寸。光致发光的研究，随着观察到的单模波导形成，作为远场明亮的紫色多个发射点，揭示了高光学质量的非极性GAN纳米线生长在O还原条件。
2015-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
One step growth of GaN/SiO2 core/shell nanowire in vapor-liquid-solid route by chemical vapor deposition technique
采用酞菁钴催化剂辅助气-液-固法生长GAN/SiO2核/壳纳米线，以镀有镓铟混合物的硅片为Ga和Si源，以氨为氮和氢的前驱体。镓在铟和氨分解产生的氢的存在下，在约910摄氏度的生长温度下形成Si-Ga-In合金。该合金充当Si、Ga和In的源。使用各种表征工具的详细研究表明，这些线，这是几十微米长，具有范围从20至50 nm的芯的直径分布，而无定形SiO2壳层的厚度约为10 nm。这些金属丝沿着方向生长.还观察到，这些线的平均宽度减小，而它们的密度随着Ga-In混合物中镓比例的增加而增加。
2017-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Emission of Linearly Polarized Single Photons from Quantum Dots Contained in Nonpolar, Semipolar, and Polar Sections of Pencil-Like InGaN/GaN Nanowires
同质外延生长的GAN纳米线的一种类似于橄榄枝的形态被利用用于制造薄的共形intragrawire InGaN纳米壳，其在非极性、半极性和极性晶体区域中托管量子点。所有三种量子点类型都表现出具有窄发射线宽和高度线性光学偏振的单光子发射。主晶体区域强烈影响单光子波长和发射寿命，对于非极性和半极性量子点达到亚纳秒时间尺度。局域化网站的InGaN潜在的景观，最有可能引起铟波动的InGaN纳米壳层，被确定为单光子发射的驱动机制。在此报道的类纳米晶InGaN纳米壳是第一个能够承载所有三种类型的单光子源的单一纳米结构，因此，是集成到未来光子电路中的可调谐量子光器件的有前途的构建块。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of spontaneous spin polarized transport in magnetic nanowires
在基于电荷的系统中利用自旋为器件架构打开了革命性的机会。令人惊讶的是，通过磁性纳米线的室温电输运仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们表明，铁磁（Co）悬浮原子链自发地显示半个电导量子的电子输运，如预期的完全极化的导电通道。对于Pd（准磁性4d金属）和Pt（非磁性5d金属）已经观察到类似的行为。这些结果表明，纳米线的低维性增强或诱导了磁性行为，即使在室温和零外部磁场下也能解除自旋简并。
2003-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Blue-to-green single photons from InGaN/GaN dot-in-a-wire nanowire ordered arrays
单光子发射器（SPE）是量子信息管理的许多应用的基础。基于半导体的SPE最适合于实际实现，因为它具有很高的设计灵活性、可扩展性和在实际设备中的集成潜力。报道了镶嵌在GAN纳米线中的InGaN纳米盘有序阵列的单光子发射。在蓝绿光谱范围内观察到了来自类量子点复合中心的强而窄的光发射谱线。电子显微镜，阴极射线发光和显微光致发光的表征表明，单光子发射的高浓度的纳米盘由于合金成分的波动区域。单光子发射由光子相关测量确定，在二阶关联函数中显示深反聚束最小值。目前的结果是一个有前途的一步，实现现场/按需单光子源在蓝绿色光谱范围内工作在GHz的频率范围内，在高温下。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled formation of long, thin, and uncoalesced GaN nanowires on crystalline TiN films
我们详细研究了在TiN薄膜上分子束外延GAN纳米线的自组装成核和生长。我们证明，这种类型的衬底允许长而薄的GAN纳米线的生长，不遭受聚结，这是在Si和其他衬底上的生长形成对比。只有超过取决于纳米线数密度的一定纳米线长度并且在此超过1.5 μm，才通过成束发生聚结，即与Si上相同的过程。通过分析最近邻距离的分布，我们确定的扩散引起的排斥相邻的纳米线的主要机制，限制在TiN上的成核过程中的纳米线数密度。由于在Si上，最终的数密度是由现有纳米线对撞击分子束的遮蔽决定的，因此吸附原子表面扩散的差异使得能够在TiN上形成数密度降低的纳米线系综。这些纳米线合奏相结合的属性，使它们成为一个有前途的基础上的核-壳异质结构的增长。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Cathodoluminescence of stacking fault bound excitons for local probing of the exciton diffusion length in single GaN nanowires
我们进行相关的研究，个别GAN纳米线的扫描电子显微镜结合低温阴极发光，microphotoluminescence，和扫描透射电子显微镜。我们发现，一些纳米线表现出良好的本地化区域的堆垛层错束缚激子（3.42 eV）的能量发射光，并能够观察到在这些区域中存在一个单一的堆垛层错。在堆垛层错附近的阴极射线发光信号的精确测量给出了接近这个位置的激子扩散长度。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultraviolet Photodetectors based on GaN and AlGaN/AlN Nanowire Ensembles: Effects of Planarization with Hydrogen Silsesquioxane and Nanowire Architecture
研究 HSQ 包封平坦化的 GaN 与 AlGaN/AlN 纳米线紫外光电探测器，揭示其钝化、应变和偏压可调光谱响应机制，并验证器件保持单纳米线级选择性且无持续光电流。
2023-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Statistical analysis of the shape of one-dimensional nanostructures: determining the coalescence degree of spontaneously formed GaN nanowires
在给定衬底上自发形成的单个GAN纳米线代表没有任何扩展缺陷的纳米级单晶。然而，由于如此形成的GAN纳米线系综的高面积密度，个别纳米线与其紧邻的其它纳米线聚结。这种聚结过程可能会引入应变和结构缺陷，由于纳米线的几何形状，挫败了无缺陷材料的想法。为了研究这一过程的后果，需要对纳米线系综的聚结进行定量测量。我们推导出客观的标准来确定GAN纳米线系综的聚结程度。这些标准是基于观察到的横截面形状的面积-周长关系，特别是它们的圆度。采用这些标准，我们区分单一的纳米线从合并的聚集在一个合奏，确定两者的直径分布，并最终分析纳米线合奏的合并程度与填充因子的增加。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Density control of GaN nanowires at the wafer scale using self-assembled SiN$_x$ patches on sputtered TiN(111)
本文提出在溅射TiN(111)上预沉积亚单层SiN$_x$形成自组装斑块作为成核种子，通过改变SiN$_x$量实现晶圆尺度GaN纳米线密度跨三个数量级的均匀调控，并揭示其成核机制与光学特性。
2023-08-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Vapor-liquid-solid growth of serrated GaN nanowires: Shape selection driven by kinetic frustration
化合物半导体纳米线是几种纳米电子器件的有前途的构建块，但无法可靠地控制其生长形态是一个主要的挑战。在这里，我们报告了金催化的气液固（VLS）生长的GAN纳米线的控制生长方向，表面极性和表面粗糙度。我们开发了一个理论模型，涉及的生长形式的动力学挫折引起的V（N）/III（Ga）的比例在整个生长纳米线前的变化。模型预测验证的趋势所引起的系统变化的催化剂颗粒尺寸和加工条件的生长形态。我们的研究所强调的形状选择的原则铺平了道路，技术相关的化合物半导体纳米线的形态控制。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling of exciton states as the origin of their biexponential decay dynamics in GaN nanowires
利用时间分辨光致发光光谱，我们探讨了GAN纳米线系综中束缚激子和自由激子的瞬态行为。我们调查样品具有不同的直径分布，并表明，在每种情况下观察到的施主束缚激子的显着双指数衰减是不是由纳米线表面。在较长的时间内，单个激子跃迁以共同的寿命衰减，这表明相应的激子态之间存在强耦合。一个系统的非线性速率方程，考虑到这种耦合直接再现实验观察到的双指数衰减。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization and defects in axial (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructures investigated by spatially-resolved luminescence spectroscopy
(In嵌入在自组装GAN纳米线中的Ga）N插入物对于固态发光器中的应用是当前感兴趣的。这样的结构表现出众所周知的宽发射带。我们使用阴极射线发光光谱成像在扫描电子显微镜和单纳米线上的显微光致发光光谱，以了解更多关于这种发射的机制。我们观察到的位移的发射能量沿堆叠的六个插入内的单个纳米线，可以解释的成分拉动。我们的研究结果也证实了报告，在潜在的波动内的插入载体的本地化起着至关重要的作用，这些纳米线为基础的发射器的发光。此外，我们解决了我们的测量中的结构和点缺陷的贡献。
2014-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualising highly localised luminescence in GaN/AlN heterostructures in nanowires
利用扫描透射电子显微镜（STEM）在光谱成像模式下对GAN纳米线中GAN/AlN量子盘（QDiscs）的光学性质进行了纳米尺度空间分辨阴极发光（nanoCL）研究。对于QDisc区域中的电子束激发，由于GAN和AlN之间的高带隙差，发光信号高度局部化，空间延伸低至5 nm。这允许在相邻QDisc的发射之间进行区分，并且用于证明在纳米线侧壁上无意地生长的约3 nm厚和20 nm长的棒（量子棒，QRod）的横向夹杂物的存在。这些结构，也观察到的STEM暗场成像，被证明是光学活性的nanoCL，发射在类似的，但通常较短，相对于大多数QDiscs的波长。
2015-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of quantum-confined Stark effect and localized states in an (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructure
我们分析了单一的GAN纳米线与（In，Ga）N插入使用显微光致发光和阴极发光光谱的发射。的发射光谱是由一个绿色的发光带，强烈的蓝移与激发密度增加为主。结合有限元模拟的结构，以获得压电极化，这些结果表明，我们的（In，Ga）N/GAN纳米线异质结构的量子限制斯塔克效应。在光谱中，这不与激发密度移位的其他尖锐的峰，是由于在三元（In，Ga）N合金的成分波动所创建的本地化状态的发射。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor Nanowire Light Emitting Diodes Grown on Metal: A Direction towards Large Scale Fabrication of Nanowire Devices
自下而上的纳米线对于实现具有极端异质结构的半导体器件是有吸引力的，因为通过纳米线侧壁的应变弛豫允许高度晶格失配的材料的组合而不产生位错。由此产生的纳米线用于制造发光二极管（LED）、激光器、太阳能电池和传感器。然而，昂贵的单晶衬底通常用作纳米线异质结构以及外延器件的衬底，这限制了纳米线器件的可制造性。在这里，我们展示了直接生长和电集成在金属上的纳米线LED。光学和结构测量揭示了钼和钛膜上的高质量，垂直排列的GAN纳米线。透射电子显微镜证实了极化梯度AlGaN纳米线LED的组成变化。InGaN量子阱有源区观察到蓝色到绿色的电致发光，而GAN有源区显示出紫外发射。这些结果展示了在金属箔或金属片上大规模制造固态照明和光电子器件的途径。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
