Size Effect in Germanium Nanostructures Fabricated by Pulsed Laser Deposition

1999 ◽  
Vol 581 ◽  
Author(s):  
K.M. Hassan ◽  
A.K. Sharma ◽  
J. Narayan ◽  
J.F. Muth ◽  
C.W. Teng ◽  
...  

ABSTRACTWe have fabricated Ge nanostructures buried in AlN and Al2O3 matrices grown on Si(111) and sapphire substrates by pulsed laser deposition. Our approach involved three-dimensional island growth of low band-gap material followed by a layer of wide band-gap material. The nanodots were uniformly distributed in between alternating layers of AlN or Al2O3. It was observed that these nanodots exhibit crystalline structure when grown at 300-500 °C. The average size of Ge islands was determined to be ∼5-15 nm, which could be varied by controlling laser deposition and substrate parameters. The Raman spectrum showed a peak of the Ge-Ge vibrational mode downward shifted upto 295 cm− which is caused by quantum confinement of phonons in the Ge-dots. The photoluminescence of the Ge dots (size ∼15nm) was blue shifted by ∼0.266 eV from the bulk Ge value of 0.73 eV at 77 K, resulting in a distinct peak at ∼1.0 eV. The spectral positions of both E1 and E2 transitions in the absorption spectra at room temperature and 77K shift toward higher energy as the Ge dot size decreases. The interpretation of these behaviors in terms of quantum confinement is discussed in this work, and the importance of pulsed laser deposition in fabricating novel nanostructures is emphasized

2014 ◽  
Author(s):  
Αναστάσιος Σιώζιος

Βασικό αντικείμενο της συγκεκριμένης εργασίας είναι η ανάπτυξη και η μελέτη των δομικών και οπτικών ιδιοτήτων νανοσύνθετων υμενίων αποτελούμενων απο διαφανείς ανόργανες μήτρες με εγκλείσματα μετάλλων. Η συγκεκριμένη κατηγορία υλικών έχει προσελκύσει το ερευνητικό ενδιαφέρον εξαιτίας των εξαιρετικών οπτικών ιδιοτήτων που παρουσιάζουν οι οποίες στηρίζονται στον συντονισμό επιφανειακού πλασμονίου (SPR) ενώ η παρουσία μιας σκληρής ανόργανης μήτρας καθιστά τα υμένια αυτά ικανά να εφαρμοστούν ακόμη και στις πιο απαιτητηικες συνθηκες. Και μπορούν να βρούν άμεση εφαρμογή στην φωτονική για την χειραγωγηση του φωτός, για εξοικονόμηση και διαχείρηση ενέργειας, φωτονικούς αισθητήρες, αντιανακλαστικές επιστρώσεις, χρωματιστές επικαλύψεις κλπ. Στα πλαίσια της συγκεριμένης διδακτορικής διατριβής αναπτύχθηκαν και μελετήθηκαν ως προς τις οπτικές και δομικές τους ιδιότητες νανοσύνθετα υμένια μήτρας ΙΙΙ-νιτριδίων (AlN, AlxIn1-xN) με εγκλέισματα μετάλλων αργύρου με τις τεχνικές της Ιοντοβολής ( Sputtering) και της Εναπόθεσης με Παλμικό λέιζερ ( Pulsed Laser Deposition, PLD). Πιο συγκεκριμένα αναπτύχθηκαν δυαδικά συστήματα νιτριδίου του αλουμινίου με αργύρου σε τρεις διαφορετικές διαμορφώσεις:i)Νανοσύνθετα υμένια μήτρας νιτριδίου του αλουμινίου με μεταλλικά νανοσωματίδια μέσα στην μήτραii)Νανοσύνθετα υμένια με τον άργυρο ατομικά διεσπαρμένο εντός της μήτρα νιτριδίου του αλουμινίουiii)Πολυστρωματικά υμένια αποτελούμενα από εναλλασσόμενα λεπτά στρώματα νιτριδίου του αλουμινίου και άργυρο.Απο την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων προέκυψε ότι είναι δυνατή η ανάπτυξη φωτοευαίσθητων patterns τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μιά πλιάδα τεχνολογικών εφαρμογών όπως η χειραγώγιση του φωτός, και η κρυπτογράφιση πληροφοριών. Η δημιουργία των φωτοευαίσθητων patterns μπορεί να επιτευχθείο είτε με την αύξηση του μεγέθους των νανοσωματιδίων με ταυτόχρονη μεταβολή του δείκτη διάθλασης της μήτρας στην περίπτωση των νανοσύνθετων υμενίων που αναπτύχθηκαν με την τεχνική PLD είτε με την μετατροπή των μεταλλικών στρωμάτων σε μεταλλικά νανοσωματίδια στην μερίπτωση των πολυστρωματικών υμενίων που αναπτύχθηκαν με την τεχνική του Sputtering μετά υποβολή τους σε ανόπτηση με παλμικό laser.


2009 ◽  
Vol 255 (8) ◽  
pp. 4466-4469 ◽  
Author(s):  
R.K. Gupta ◽  
K. Ghosh ◽  
R. Patel ◽  
P.K. Kahol

1999 ◽  
Vol 28 (3) ◽  
pp. 275-286 ◽  
Author(s):  
R. D. Vispute ◽  
S. Choopun ◽  
R. Enck ◽  
A. Patel ◽  
V. Talyansky ◽  
...  

Author(s):  
Huiming Guo ◽  
Xin Wang ◽  
Alexander D. Dupuy ◽  
Julie M. Schoenung ◽  
William J. Bowman

AbstractHigh-entropy oxides (HEO) with entropic stabilization and compositional flexibility have great potential application in batteries and catalysis. In this work, HEO thin films were synthesized by pulsed laser deposition (PLD) from a rock-salt (Co0.2Ni0.2Cu0.2Mg0.2Zn0.2)O ceramic target. The films exhibited the target’s crystal structure, were chemically homogeneous, and possessed a three-dimensional (3D) island morphology with connected randomly shaped nanopores. The effects of varying PLD laser fluence on crystal structure and morphology were explored systematically. Increasing fluence facilitates film crystallization at low substrate temperature (300 °C) and increases film thickness (60–140 nm). The lateral size of columnar grains, islands (19 nm to 35 nm in average size), and nanopores (9.3 nm to 20 nm in average size) increased with increasing fluence (3.4 to 7.0 J/cm2), explained by increased kinetic energy of adatoms and competition between deposition and diffusion. Additionally, increasing fluence reduces the number of undesirable droplets observed on the film surface. The nanoporous HEO films can potentially serve as electrochemical reaction interfaces with tunable surface area and excellent phase stability. Graphical abstract


2013 ◽  
Vol 547 ◽  
pp. 59-62 ◽  
Author(s):  
Jie Jiang ◽  
Liping Zhu ◽  
Yang Li ◽  
Yanmin Guo ◽  
Weishun Zhou ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document