Selforganization of 2-dimensional ordered metal nanostructures on laterally modulated semiconductor surfaces

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Um die Quantisierung elektronischer Zustände in Nanostrukturen auch bei Zimmertemperatur zu realisieren, müssen diese Abmessungen im unteren nm-Bereich aufweisen. Die Herstellung solcher Strukturen ist jedoch noch jenseits dessen, was sich momentan durch lithographische Prozesse realisieren läßt. Als Ausweg bleibt die Selbstorganisation / Selbstordnung auf geeignet präparierten Substraten. So bildet sich bei der Surfactant modifizierten Heteroepitaxie von Ge auf Si(111) ein periodisches, die Gitterkonstanten anpassendes Netzwerk von Versetzungen in der Grenzschicht aus, dessen elastische Verzerrungsfelder den lateralen und vertikalen Gitterabstand der Ge-Schicht um bis zu 10% mit einer Periodizität von nur 10nm zweidimensional modulieren. Durch Ausnutzung von selektiver Keimbildung und selektivem Wachstum sollen zweidimensional geordnete Quantenpunkte aus Metall bzw. Si mit einer Abmessung unter 5 nm auf diesen lateral modulierten Pseudosubstraten erzeugt werden. Die Charakterisierung der Elementarprozesse und der Morphologie soll mit Rastertunnelmikroskopie (STM) und hochauflösender Elektronenbeugung (SPA-LEED) durchgeführt werden. Ein erheblicher Vorteil des gewählten Materialsystems liegt darin, daß bei tiefen Temperaturen das halbleitende Substrat quasi zum Isolator wird und so die veränderten elektronischen Eigenschaften der Metall-Quantenpunkte erheblich leichter einer Messung zugänglich sind.