Nanowire technology for optoelectronic applications

Tutkimustuotos

Tutkijat

Organisaatiot

Kuvaus

Nanolangoilla (NL) on valtava potentiaali useissa tulevaisuuden laiterakenteissa, etenkin optoelektroniikan alalla. Tämä väitöskirjatyö edistää avainalueita optoelektronisten NL-laitteiden valmisuksessa. Nämä avainalueet keskittyvät valmistuskustannusten vähentämiseen sekä laitteiden tehokkuuden parantamiseen. Näillä osa-alueilla on tärkeä rooli NL-laitteiden tuomisessa todellisiksi kaupallisiksi tuotteiksi. Tavallisen ikkunalasin todettiin toimivan nanolankojen kasvatusalustana, ja lisäksi lasille tehtyjen nanolankojen kidelaatu ja optiset ominaisuudet olivat erittäin hyvät. Näiden hyödyllisten ominaisuuksien uskotaan aiheutuvan lasista peräisin olevista epäpuhtausatomeista. Toinen tutkittu lähestymistapa edullisten kasvatusalustojen käyttöön on alumiiniseostetut ZnO ohutkalvot, jotka ovat läpinäkyviä ja johtavia. Näitä ohutkalvoja voidaan valmistaa melkein mille tahansa materiaalille, minkä jälkeen NL:ja voidaan kasvattaa riippumatta alla olevasta materiaalista. Pintatilat ovat erittäin haitallisia NL-laitteissa, etenkin GaAs-nanolangoilla. Työssä tutkitaan menetelmiä GaAs-nanolankojen pintapassivointiin. Laajalti käytettyjen AlGaAs-kuorikerrosten todettiin vaikuttavan pintapassivoinnin lisäksi nanolankojen optisiin prosesseihin. Toinen työssä tutkittu passivointimenetelmä perustuu erittäin ohuisiin päällysteisiin InP:lla tai GaP:lla. Nämä päällysteet passivoivat pinnan tehokkaasti minimaalisilla sivuvaikutuksilla. Lisäksi esitellään uudenlainen nanolankojen valmistamismetodi, joka sopii laajoille alueille ja jossa NL:jen sijainti on kontrolloitavissa. Metodissa käytetään laserinterferenssilitografiaa, se on nopea ja tarvitsee vain yksinkertiaisia laitteita. Toinen tutkittu metodi mahdollistaa kahdenlaisten nanolankojen kasvatuksen vierekkäin samalle kasvatusalustalle. Nämä NL:t kasvatetaan kahdella eri kasvatusmenetelmällä ja ne voidaan tehdä eri materiaaleista. Kahdenlaiset NL:t vierekkäin parantavat valon loukkuuntumista aurinkokennoissa ja fotodetektoreissa, tai mahdollistavat laajemman emissiospektrin ledeissä. Sähköisten kontaktien eristäminen on yksi kriittisistä NL-laitteiden valmistuksen osa-alueista. Työssä esitetään menetelmä ydin-kuori nanolankojen valmistukseen, missä kuorikerros on eristetty kasvualustasta. Menetelmä on yksinkertainen eikä tarvitse litografiaa. Eristämistä tutkittiin myös paryleeni-C:llä, minkä havaittiin vähentävän reflektanssia huomattavasti. Prosessi oli myös sopiva epätasaisille pinnoille ja satunnaisiin suuntiin kasvaville nanolangoille, joihin aiemmat menetelmät ovat epäoptimaalisia.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-6976-0
Sähköinen ISBN978-952-60-6975-3
TilaJulkaistu - 2016
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • nanolanka, vapor-liquid-solid, fotoluminesenssi, passivointi, reflektanssi, planarisointi

ID: 18562994