Abstract
Extremely complex semiconductor quantum ring based structures, as single ring, multiple concentric quantum rings and coupled ring-disk, dot-ring and dot-disk structures, can be easily designed and grown by Droplet Epitaxy. In this paper, the fabrication and the characterization of such complex quantum nanostructures are reviewed. Electronic structure, single photon emission, carrier dynamics and magnetic properties in ring structures will be discussed.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
Y. Aharonov, D. Bohm, Phys. Rev. 115(3), 485 (1959)
M. Grochol, F. Grosse, R. Zimmermann, Phys. Rev. B 74(11), 115416 (2006)
W.H. Kuan, C.S. Tang, C.H. Chang, Phys. Rev. B 75(15), 155326 (2007)
A. Lorke, R.J. Luyken, A.O. Govorov, J.P. Kotthaus, J.M. Garcia, P.M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 84(10), 2223 (2000)
A. Fuhrer, S. Lüscher, T. Ihn, T. Heinzel, K. Ensslin, W. Wegscheider, M. Bichler, Nature 413(6858), 822 (2001)
L. Dias da Silva, J. Villas-Bôas, S. Ulloa, Phys. Rev. B 76(15), 155306 (2007)
N. Kleemans, I. Bominaar-Silkens, V. Fomin, V. Gladilin, D. Granados, A. Taboada, J. García, P. Offermans, U. Zeitler, P. Christianen, J. Maan, J. Devreese, P. Koenraad, Phys. Rev. Lett. 99(14), 146808 (2007)
L. Allen, M.W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, J.P. Woerdman, Phys. Rev. A 45(11), 8185 (1992)
M. Padgett, R. Bowman, Nat. Photonics 5(6), 343 (2011)
F. Araoka, T. Verbiest, K. Clays, A. Persoons, Phys. Rev. A 71(5), 055401 (2005)
M.F. Andersen, C. Ryu, P. Cladé, V. Natarajan, A. Vaziri, K. Helmerson, W.D. Phillips, Phys. Rev. Lett. 97(17), 170406 (2006)
N. Uribe-Patarroyo, A. Alvarez-Herrero, A.L. Ariste, A.A. Ramos, T. Belenguer, R.M. Sainz, C. LeMen, B. Gelly, Astron. Astrophys. 526, A56 (2011)
A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, A. Zeilinger, Nature 412(6844), 313 (2001)
M. Mirhosseini, O.S. Magaña-Loaiza, M.N. O’Sullivan, B. Rodenburg, M. Malik, M.P.J. Lavery, M.J. Padgett, D.J. Gauthier, R.W. Boyd, New J. Phys. 17(3), 033033 (2015)
J.M. Garcia, G. Medeiros-Ribeiro, K. Schmidt, T. Ngo, J.L. Feng, A. Lorke, J. Kotthaus, P.M. Petroff, Appl. Phys. Lett. 71(14), 2014 (1997)
D. Granados, J.M. Garcia, Appl. Phys. Lett. 82(15), 2401 (2003)
S. Kobayashi, C. Jiang, T. Kawazu, H. Sakaki, Jpn. J. Appl. Phys. 43(No. 5B), L662 (2004)
R. Timm, H. Eisele, a. Lenz, L. Ivanova, G. Balakrishnan, D. Huffaker, M. Dähne, Phys. Rev. Lett. 101(25), 256101 (2008)
N. Koguchi, T. Satoshi, T. Chikyow, J. Cryst. Growth 111, 688 (1991)
K. Watanabe, N. Koguchi, Y. Gotoh, Jpn. J. Appl. Phys. 39(2), L79 (2000)
T. Kuroda, S. Sanguinetti, M. Gurioli, K. Watanabe, F. Minami, N. Koguchi, Phys. Rev. B 66(12), 121302(R) (2002)
V. Mantovani, S. Sanguinetti, M. Guzzi, E. Grilli, M. Gurioli, K. Watanabe, N. Koguchi, J. Appl. Phys. 96(8), 4416 (2004)
S. Sanguinetti, K. Watanabe, T. Tateno, M. Gurioli, P. Werner, M. Wakaki, N. Koguchi, J. Cryst. Growth 253(1–4), 71 (2003)
S. Sanguinetti, M. Padovani, M. Gurioli, E. Grilli, M. Guzzi, a. Vinattieri, M. Colocci, P. Frigeri, S. Franchi, Appl. Phys. Lett. 77(9), 1307 (2000)
D. Colombo, S. Sanguinetti, E. Grilli, M. Guzzi, L. Martinelli, M. Gurioli, P. Frigeri, G. Trevisi, S. Franchi, J. Appl. Phys. 94(10), 6513 (2003)
S. Sanguinetti, M. Gurioli, E. Grilli, M. Guzzi, M. Henini, Appl. Phys. Lett. 77(13), 1982 (2000)
S. Sanguinetti, T. Mano, M. Oshima, T. Tateno, M. Wakaki, N. Koguchi, Appl. Phys. Lett. 81(16), 3067 (2002)
S. Sanguinetti, K. Watanabe, T. Tateno, M. Wakaki, N. Koguchi, T. Kuroda, F. Minami, M. Gurioli, Appl. Phys. Lett. 81(4), 613 (2002)
M. Gurioli, S. Sanguinetti, M. Henini, Appl. Phys. Lett. 78(7), 931 (2001)
T. Mano, T. Kuroda, K. Mitsuishi, Y. Nakayama, T. Noda, K. Sakoda, Appl. Phys. Lett. 93, 203110 (2008)
T. Mano, M. Abbarchi, T. Kuroda, B. McSkimming, A. Ohtake, K. Mitsuishi, Y. Nakayama, T. Noda, K. Sakoda, Appl. Phys. Express 3, 065203 (2010)
T. Mano, T. Kuroda, S. Sanguinetti, T. Ochiai, T. Tateno, J. Kim, T. Noda, M. Kawabe, K. Sakoda, G. Kido, N. Koguchi, Nano Lett. 5(3), 425 (2005)
T. Kuroda, T. Mano, T. Ochiai, S. Sanguinetti, K. Sakoda, G. Kido, N. Koguchi, Phys. Rev. B 72(20), 205301 (2005)
M. Yamagiwa, T. Mano, T. Kuroda, T. Tateno, K. Sakoda, G. Kido, N. Koguchi, F. Minami, Appl. Phys. Lett. 89(11), 113115 (2006)
K.a. Sablon, J.H. Lee, Z.M. Wang, J.H. Shultz, G.J. Salamo, Appl. Phys. Lett. 92(20), 203106 (2008)
Z.M. Wang, B. Liang, K.A. Sablon, J. Lee, Y.I. Mazur, N.W. Strom, G.J. Salamo, Small 3(2), 235 (2007)
T. Mano, T. Kuroda, K. Mitsuishi, M. Yamagiwa, X.J. Guo, K. Furuya, K. Sakoda, N. Koguch, J. Cryst. Growth 301–302, 740 (2007)
T. Mano, T. Kuroda, K. Kuroda, K. Sakoda, J. Nanophoton. 3, 031605 (2009)
N. Pankaow, S. Thainoi, S. Panyakeow, S. Ratanathammaphan, J. Cryst. Growth 323(1), 282 (2011)
W. Jevasuwan, P. Boonpeng, S. Panyakeow, S. Ratanathammaphan, Microelectron. Eng. 87(5–8), 1416 (2010)
N. Pankaow, S. Panyakeow, S. Ratanathammaphan, J. Cryst. Growth 311(7), 1832 (2009)
C. Zhao, Y.H. Chen, B. Xu, C.G. Tang, Z.G. Wang, F. Ding, Appl. Phys. Lett. 92(6), 063122 (2008)
T. Noda, T. Mano, M. Jo, T. Kawazu, H. Sakaki, J. Appl. Phys. 112(6), 063510 (2012)
P. Alonso-Gonzalez, L. Gonzalez, D. Fuster, Y. Gonzalez, A.G. Taboada, J.M. Ripalda, A.M. Beltran, D.L. Sales, T. Ben, S.I. Molina, Cryst. Growth Des. 9, 1216 (2009)
T. Noda, T. Mano, Appl. Surf. Sci. 254(23), 7777 (2008)
C. Somaschini, S. Bietti, N. Koguchi, S. Sanguinetti, Nano Lett. 9(10), 3419 (2009)
C. Somaschini, S. Bietti, N. Koguchi, S. Sanguinetti, Nanotechnology 22(18), 185602 (2011)
C. Somaschini, S. Bietti, S. Sanguinetti, N. Koguchi, A. Fedorov, Nanotechnology 21(12), 125601 (2010)
C. Somaschini, S. Bietti, A. Scaccabarozzi, E. Grilli, S. Sanguinetti, Cryst. Growth Des. 12(3), 1180 (2012)
Z.M. Wang, B.L. Liang, K.a. Sablon, G.J. Salamo. Appl. Phys. Lett. 90(11), 113120 (2007)
A. Ohtake, Surf. Sci. Rep. 63(7), 295 (2008)
T. Mano, N. Koguchi, J. Cryst. Growth 278(1–4), 108 (2005)
T. Mano, M. Abbarchi, T. Kuroda, C.A. Mastrandrea, A. Vinattieri, S. Sanguinetti, K. Sakoda, M. Gurioli, Nanotechnology 20(39), 395601 (2009)
M. Jo, G. Duan, T. Mano, K. Sakoda, Nanoscale Res. Lett. 6(1), 76 (2011)
S. Bietti, C. Somaschini, S. Sanguinetti, N. Koguchi, G. Isella, D. Chrastina, Appl. Phys. Lett. 95(24), 241102 (2009)
A. Ohtake, N. Koguchi, Appl. Phys. Lett. 83(25), 5193 (2003)
K. Ohta, T. Kojima, T. Nakagawa, J. Cryst. Growth 95, 71 (1989)
A. Ohtake, P. Kocán, K. Seino, W. Schmidt, N. Koguchi, Phys. Rev. Lett. 93(26), 266101 (2004)
K. Kanisawa, J. Osaka, S. Hirono, N. Inoue, Appl. Phys. Lett. 58(May), 2363 (1991)
S. Bietti, C. Somaschini, L. Esposito, A. Fedorov, S. Sanguinetti, J. Appl. Phys. 116(11) (2014)
Z.Y. Zhou, C.X. Zheng, W.X. Tang, J. Tersoff, D.E. Jesson, Phys. Rev. Lett. 111(3), 036102 (2013)
C. Somaschini, S. Bietti, A. Fedorov, N. Koguchi, S. Sanguinetti, Nano. Res. Lett. 5(12), 1897 (2010)
S. Sanguinetti, C. Somaschini, S. Bietti, N. Koguchi, Nanomater. Nanotechnol. 1(1), 14 (2011)
N. Koguchi, K. Ishige, J. Vac. Sci. Technol. B 11(3), 787 (1993)
S. Bietti, C. Somaschini, S. Sanguinetti, Nanotechnology 24, 205603 (2013)
S. Bietti, C. Somaschini, L. Esposito, A. Fedorov, S. Sanguinetti, J. Appl. Phys. 116(11), 114311 (2014)
S. Bietti, J. Bocquel, S. Adorno, T. Mano, J.G. Keizer, P.M. Koenraad, S. Sanguinetti, Phys. Rev. B 92(7), 075425 (2015)
C. Somaschini, S. Bietti, A. Fedorov, N. Koguchi, S. Sanguinetti, Nanoscale Res. Lett. 5(12), 1865 (2010)
J.Y. Marzin, G. Bastard, Solid State Commun. 92(5), 437 (1994)
M. Califano, P. Harrison, Phys. Rev. B 61(16), 10959 (2000)
J.W. Luo, G. Bester, A. Zunger, Phys. Rev. B 79(12), 125329 (2009)
R. Heitz, H. Born, F. Guffarth, O. Stier, A. Schliwa, A. Hoffmann, D. Bimberg, Phys. Status Solidi 190(2), 499 (2002)
O. Stier, M. Grundmann, D. Bimberg, Phys. Rev. B 59(8), 5688 (1999)
S. Sanguinetti, K. Watanabe, T. Kuroda, F. Minami, Y. Gotoh, N. Koguchi, J. Cryst. Growth 242(3–4), 321 (2002)
S. Bietti, C. Somaschini, E. Sarti, N. Koguchi, S. Sanguinetti, G. Isella, D. Chrastina, A. Fedorov, Nano. Res. Lett. 5, 1650–1653 (2010)
W. Rodrigues, M. Auf Der Maur, A. Di Carlo, D. Barettin, A. Pecchia, S. Sanguinetti, in 15th IEEE International Conference on Nanotechnology (2015), p. 809. https://doi.org/10.1109/NANO.2015.7388735
T. Tsuchiya, S. Katayama, Solid State Electron. 42, 1523 (1998)
M. Abbarchi, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, C.A. Mastrandrea, A. Vinattieri, M. Gurioli, T. Tsuchiya, Phys. Rev. B 82(20), 201301(R) (2010)
J.G. Keizer, J. Bocquel, P.M. Koenraad, T. Mano, T. Noda, K. Sakoda, Appl. Phys. Lett. 96(6), 062101 (2010)
S. Sanguinetti, T. Mano, A. Gerosa, C. Somaschini, S. Bietti, N. Koguchi, E. Grilli, M. Guzzi, M. Gurioli, M. Abbarchi, J. Appl. Phys. 104(11), 113519 (2008)
S. Bietti, C. Somaschini, M. Abbarchi, N. Koguchi, S. Sanguinetti, E. Poliani, M. Bonfanti, M. Gurioli, A. Vinattieri, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, Phys. Status Solidi (C) 6(4), 928 (2009)
C. Somaschini, S. Bietti, S. Sanguinetti, N. Koguchi, A. Fedorov, M. Abbarchi, M. Gurioli, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 6 (2009), p. 012008
M. Bissiri, G. Baldassarri, Höger Von Högersthal, M. Capizzi, P. Frigeri, S. Franchi. Phys. Rev. B 64(24), 245337 (2001)
A.S. Bhatti, M. Capizzi, A. Frova, M. Bissiri, G. Baldassarri, Höger Von Högersthal, P. Frigeri, S. Franchi. Phys. Rev. B 62(7), 4642 (2000)
R. Heitz, I. Mukhametzhanov, O. Stier, A. Madhukar, D. Bimberg, Phys. Rev. Lett. 83, 4654 (1999)
R. Heitz, M. Grundmann, N.N. Ledentsov, L. Eckey, M. Veit, D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 68(3), 361 (1996)
S. Sanguinetti, D. Colombo, M. Guzzi, E. Grilli, M. Gurioli, L. Seravalli, P. Frigeri, S. Franchi, Phys. Rev. B 74(20), 1 (2006)
R.J. Warburton, C. Schaflein, D. Haft, F. Bickel, A. Lorke, K. Karrai, J. Garcia, W. Schoenfeld, P. Petroff, Nature 405(6789), 926 (2000)
M. Abbarchi, F. Troiani, C. Mastrandrea, G. Goldoni, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, N. Koguchi, S. Sanguinetti, A. Vinattieri, M. Gurioli, Appl. Phys. Lett. 93(16), 162101 (2008)
S. Sanguinetti, M. Abbarchi, A. Vinattieri, M. Zamfirescu, M. Gurioli, T. Mano, T. Kuroda, N. Koguchi, Phys. Rev. B 77(12), 125404 (2008)
E. Dekel, D. Gershoni, E. Ehrenfreund, J.M. Garcia, P.M. Petroff, Phys. Rev. B 61(16), 11009 (2000)
E. Dekel, D.V. Regelman, D. Gershoni, E. Ehrenfreund, Phys. Rev. B 62(16), 11038 (2000)
A. Feltrin, J.L. Staehli, B. Deveaud, V. Savona, Phys. Rev. B 233309, 233309 (2004)
T. Kuroda, T. Mano, T. Belhadj, B. Urbaszek, T. Amand, X. Marie, S. Sanguinetti, K. Sakoda, N. Koguchi, Phys. Status Solidi (B) 246(4), 861 (2009)
M. Abbarchi, T. Kuroda, T. Mano, K. Sakoda, M. Gurioli, Phys. Rev. B 81(3), 035334 (2010)
A.O. Govorov, S.E. Ulloa, K. Karrai, R.J. Warburton, Phys. Rev. B 66(8), 081309 (2002)
V. Savona, J. Phys.: Condens. Matter 19(29), 295208 (2007)
C. Becher, a. Kiraz, P. Michler, a. Imamolu, W. Schoenfeld, P. Petroff, L. Zhang, E. Hu, Phys. Rev. B 63(12), 1 (2001)
T. Kuroda, M. Abbarchi, T. Mano, K. Watanabe, M. Yamagiwa, K. Kuroda, K. Sakoda, G. Kido, N. Koguchi, C. Mastrandrea, L. Cavigli, M. Gurioli, Y. Ogawa, F. Minami, Appl. Phys. Express 1, 042001 (2008)
T. Kuroda, T. Belhadj, M. Abbarchi, C. Mastrandrea, M. Gurioli, T. Mano, N. Ikeda, Y. Sugimoto, K. Asakawa, N. Koguchi, K. Sakoda, B. Urbaszek, T. Amand, X. Marie, Phys. Rev. B 79(3), 035330 (2009)
M. Abbarchi, C. Mastrandrea, A. Vinattieri, S. Sanguinetti, T. Mano, T. Kuroda, N. Koguchi, K. Sakoda, M. Gurioli, Phys. Rev. B 79(8), 085308 (2009)
R. Loudon, The Quantum Theory of Light (Oxford University Press, New York, 1983)
M. Abbarchi, L. Cavigli, C. Somaschini, S. Bietti, M. Gurioli, A. Vinattieri, S. Sanguinetti, Nano. Res. Lett. 6(1), 569 (2011)
M. Abbarchi, M. Gurioli, S. Sanguinetti, M. Zamfirescu, A. Vinattieri, N. Koguchi, Phys. Status Solidi (C) 3(11), 3860 (2006)
L. Cavigli, S. Bietti, M. Abbarchi, C. Somaschini, A. Vinattieri, M. Gurioli, A. Fedorov, G. Isella, E. Grilli, S. Sanguinetti, J. Phys.: Condens. Matter 24(10), 104017 (2012)
F. Biccari, S. Bietti, L. Cavigli, A. Vinattieri, R. Nötzel, M. Gurioli, S. Sanguinetti, J. Appl. Phys. 120(13), 134312 (2016)
S. Sanguinetti, T. Kuroda, M. Gurioli, K. Watanabe, Y. Gotoh, F. Minami, N. Koguchi, Phys. Status Solidi (a) 190(2), 589 (2002)
L. Brusaferri, S. Sanguinetti, E. Grilli, M. Guzzi, A. Bignazzi, F. Bogani, L. Carraresi, M. Colocci, A. Bosacchi, P. Frigeri, S. Franchi, Appl. Phys. Lett. 69(22), 3354 (1996)
S. Sanguinetti, M. Henini, M. Grassi Alessi, M. Capizzi, P. Frigeri, S. Franchi, Phys. Rev. B 60(11), 8276 (1999)
Acknowledgements
The authors gratefully acknowledge collaboration with K. Sakoda, M. Abbarchi, F. Biccari, S. Bietti, M. Gurioli, M. Guzzi, E. Grilli, G. Kido, X. Marie, F. Minami, C. Somaschini, B. Urbaszek, A. Vinattieri and K. Watanabe.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2018 Springer International Publishing AG, part of Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Sanguinetti, S., Mano, T., Kuroda, T. (2018). Self-assembled Semiconductor Quantum Ring Complexes by Droplet Epitaxy: Growth and Physical Properties. In: Fomin, V. (eds) Physics of Quantum Rings. NanoScience and Technology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95159-1_8
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-95159-1_8
Published:
Publisher Name: Springer, Cham
Print ISBN: 978-3-319-95158-4
Online ISBN: 978-3-319-95159-1
eBook Packages: Chemistry and Materials ScienceChemistry and Material Science (R0)