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Synthèse de germanium hexagonal sans or

Les semiconducteurs à structure hexagonale du groupe IV comme le germanium et certains alliages SiGe sont envisagés comme des émetteurs efficaces en raison de leur gap direct. Récemment nous avons réalisé la première synthèse de germanium hexagonal sans or par méthode de transfert cristallin.

Les matériaux hexagonaux du groupe IV comme le silicium et le germanium possèdent des propriétés optoélectroniques remarquables pour le développement futur des technologies photoniques. Cependant, la fabrication de semi-conducteurs hexagonaux du groupe IV par la méthode vapeur-liquide-solide n’a été obtenue jusqu’à présent qu’en utilisant de l’or comme catalyseur. Nous montrons la synthèse de germanium hexagonal sur des nanofils de GaAs auto-catalysé par épitaxie par jets moléculaires. Avec un réglage précis des flux de Ga et As, nous avons sélectionné la phase cristalline, cubique ou hexagonale, des nanofils de GaAs pendant la croissance. Un segment hexagonal de 500 nm de Ge avec une haute qualité structurelle et sans aucun défaut visible a été obtenu, et nous montrons que le Ge conserve la phase cristalline du coeur en utilisant la microscopie électronique en transmission. Enfin, la spectroscopie de photoélectrons révèle une forte incorporation d’As dans le Ge. Cette étude démontre la première croissance de Ge hexagonal sans Au, intégrée sur substrat de silicium.

Contacts : José Penuelas, Nicolas Chauvin,

Reference:
Hexagonal Ge Grown by Molecular Beam Epitaxy on Self-Assisted GaAs Nanowires
Iuliia Dudko, Thomas Dursap, Anne D. Lamirand, Claude Botella, Philippe Regreny, Alexandre Danescu, Solène Brottet, Matthieu Bugnet, Sumeet Walia, Nicolas Chauvin, and José Penuelas
Cryst. Growth Des. 2022, 22, 1, 32–-36
https://doi.org/10.1021/acs.cgd.1c00945

Collaboration:
Sumeet Walia – RMIT
Matthieu Bugnet – MATEIS

Remerciements:
Ces travaux ont été soutenus par le LABEX iMUST (ANR-10-LABX-0064) de l’Université de Lyon, dans le cadre du programme « Investissements d’Avenir » (ANR-11-IDEX-0007).
Ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention Marie Skłodowska-Curie n° 801512.

Nanofil coeur (GaAs) / coquille (Ge) et l'image STEM correspondante avec une superposition des cartographies élementaires du Ga (bleu) et du Ge (rouge). La barre d'échelle est de 2 nm.