Skip to main content
SpringerLink
Log in

The Atomic Structure of Quantum Dots

  • Chapter
Book cover Semiconductor Nanostructures

Part of the book series: NanoScience and Technology ((NANO))

  • 3459 Accesses

Abstract

In this chapter, the atomic structure of both uncapped and buried quantum dots is described as derived from scanning tunneling microscopy in both top-view and cross-sectional geometry. Important conclusions are drawn also on the growth processes during quantum dot formation as well as during overgrowth. It is demonstrated that uncapped InAs quantum dots on GaAs(001) have a pyramidal shape with dominating {137} side facets and—in the case of larger dots—also {101} and {111} side facets. Buried InAs and InGaAs quantum dots, in contrast, are characterized by a truncated pyramidal shape with a (001) top facet and rather steep side facets. In addition, segregation processes during capping lead to strong intermixing and—under special overgrowth conditions—even to concave top facets or to the formation of nanovoids. Buried GaSb quantum dots are found to be much smaller, but also show a truncated pyramidal shape and strong intermixing effects. The experimental results will be discussed in the framework of the strain-induced segregation processes occurring during the different stages of quantum dot formation and overgrowth.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 129.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 169.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 169.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. M. Grundmann (ed.), Nano-Optoelectronics (Springer, New York, 2002)

    Google Scholar 

  2. V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, Epitaxy of Nanostructures (Springer, New York, 2004)

    Google Scholar 

  3. J. Márquez, L. Geelhaar, K. Jacobi, Appl. Phys. Lett. 78, 2309 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. K. Jacobi, Prog. Surf. Sci. 71, 185 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. L. Geelhaar, J. Márquez, P. Kratzer, K. Jacobi, Phys. Rev. Lett. 86, 3815 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. K. Jacobi, L. Geelhaar, J. Márquez, Appl. Phys. A 75, 113 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. L. Geelhaar, J. Márquez, P. Kratzer, K. Jacobi, Phys. Rev. B 60, 155308 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. M.C. Xu, Y. Temko, T. Suzuki, K. Jacobi, J. Appl. Phys. 98, 083525 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. G. Costantini, C. Manzano, R. Songmuang, O.G. Schmidt, K. Kern, Appl. Phys. Lett. 82, 3194 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. G. Costantini, A. Rastelli, C. Manzano, R. Songmuang, O.G. Schmidt, K. Kern, H. von Känel, Appl. Phys. Lett. 85, 5673 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. N. Moll, M. Scheffler, E. Pehlke, Phys. Rev. B 58, 4566 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. P. Kratzer, Q.K.K. Liu, P. Acosta-Diaz, C. Manzano, G. Costantini, R. Songmuang, A. Rastelli, O.G. Schmidt, K. Kern, Phys. Rev. B 73, 205347 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. T. Hammerschmidt, Ph.D. thesis, Technische Universität Berlin, http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2006/1358/, 2006

  14. T. Suzuki, Y. Temko, M.C. Xu, K. Jacobi, J. Appl. Phys. 96, 6398 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  15. T. Suzuki, Y. Temko, M.C. Xu, K. Jacobi, Phys. Rev. B 69, 235302 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. M.C. Xu, Y. Temko, T. Suzuki, K. Jacobi, Appl. Phys. Lett. 84, 2283 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. Y. Temko, T. Suzuki, M.C. Xu, K. Jacobi, Phys. Rev. B 71, 045336 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. H. Eisele, A. Lenz, R. Heitz, R. Timm, M. Dähne, Y. Temko, T. Suzuki, K. Jacobi, Unpublished

    Google Scholar 

  19. H. Eisele, Ph.D. thesis, Technische Universität Berlin (Wissenschaft und Technik Verlag, Berlin, 2002)

    Google Scholar 

  20. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, M. Dähne-Prietsch, Surf. Interface Anal. 27, 537 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  21. O. Flebbe, H. Eisele, T. Kalka, F. Heinrichsdorff, A. Krost, D. Bimberg, M. Dähne-Prietsch, J. Vac. Sci. Technol. B 17, 1639 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, F. Heinrichsdorff, A. Krost, D. Bimberg, M. Dähne-Prietsch, Phys. Stat. Sol. (b) 215, 865 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. H. Eisele, O. Flebbe, T. Kalka, C. Preinesberger, F. Heinrichsdorff, A. Krost, D. Bimberg, M. Dähne-Prietsch, Appl. Phys. Lett. 75, 106 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. U.W. Pohl, K. Pötschke, A. Schliwa, F. Guffarth, D. Bimberg, H.D. Zakharov, P. Werner, M.B. Lifshits, V.A. Shchukin, D.E. Jesson, Phys. Rev. B 72, 245332 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  25. A. Lenz, R. Timm, H. Eisele, C. Hennig, S.K. Becker, R.L. Sellin, U.W. Pohl, D. Bimberg, M. Dähne, Appl. Phys. Lett. 81, 5150 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  26. A. Lenz, H. Eisele, R. Timm, S.K. Becker, R.L. Sellin, U.W. Pohl, D. Bimberg, M. Dähne, Appl. Phys. Lett. 85, 3848 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. N. Liu, J. Tersoff, O. Baklenov, A.L. Holmes, C.K. Shih, Phys. Rev. Lett. 84, 334 (2000)

    Article  CAS  Google Scholar 

  28. L.G. Wang, P. Kratzer, M. Scheffler, Q.K.K. Liu, Appl. Phys. A 73, 161 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. J.M. García, G. Medeiros-Ribeiro, K. Schmidt, T. Ngo, J.L. Feng, A. Lorke, J. Kotthaus, P.M. Petroff, Appl. Phys. Lett. 71, 2014 (1997)

    Article  Google Scholar 

  30. J.-S. Lee, H.-W. Ren, S. Sugou, Y. Masumoto, J. Appl. Phys. 84, 6686 (1998)

    Article  CAS  Google Scholar 

  31. R. Timm, H. Eisele, A. Lenz, T.-Y. Kim, F. Streicher, K. Pötschke, U.W. Pohl, D. Bimberg, M. Dähne, Physica E 32, 25 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  32. F. Hatami, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, J. Böhrer, F. Heinrichsdorff, M. Beer, D. Bimberg, S.S. Ruvimov, P. Werner, U. Gösele, J. Heydenreich, U. Richter, S.V. Ivanov, B.Y. Meltser, P.S. Kop’ev, Z.I. Alferov, Appl. Phys. Lett. 67, 656 (1995)

    Article  CAS  Google Scholar 

  33. M. Hayne, J. Maes, S. Bersier, V.V. Moshchalkov, A. Schliwa, L. Müller-Kirsch, C. Kapteyn, R. Heitz, D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 82, 4355 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  34. M. Geller, C. Kapteyn, L. Müller-Kirsch, R. Heitz, D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 82, 2706 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  35. P.M. Thibado, B.R. Bennett, M.E. Twigg, B.V. Shanabrook, L.J. Whitman, J. Vac. Sci. Technol. A 14, 885 (1996)

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. K. Suzuki, R.A. Hogg, Y. Arakawa, J. Appl. Phys. 85, 8349 (1999)

    Article  CAS  Google Scholar 

  37. Motlan, E.M. Goldys, L.V. Dao, J. Vac. Sci. Technol. B 20, 291 (2002)

    Article  CAS  Google Scholar 

  38. I. Farrer, M.J. Murphy, D.A. Ritchie, A.J. Shields, J. Cryst. Growth 251, 771 (2003)

    Article  CAS  Google Scholar 

  39. L. Müller-Kirsch, R. Heitz, U.W. Pohl, D. Bimberg, I. Häusler, H. Kirmse, W. Neumann, Appl. Phys. Lett. 79, 1027 (2001)

    Article  CAS  Google Scholar 

  40. R. Timm, H. Eisele, A. Lenz, S.K. Becker, J. Grabowski, T.-Y. Kim, L. Müller-Kirsch, K. Pötschke, U.W. Pohl, D. Bimberg, M. Dähne, Appl. Phys. Lett. 85, 5890 (2004)

    Article  CAS  Google Scholar 

  41. R. Timm, J. Grabowski, H. Eisele, A. Lenz, S.K. Becker, L. Müller-Kirsch, K. Pötschke, U.W. Pohl, D. Bimberg, M. Dähne, Physica E 26, 231 (2005)

    Article  CAS  Google Scholar 

  42. R. Timm, A. Lenz, H. Eisele, L. Ivanova, K. Pötschke, U.W. Pohl, D. Bimberg, G. Balakrishnan, D.L. Huffaker, M. Dähne, Phys. Stat. Sol. (c) 3, 3971 (2006)

    Article  CAS  Google Scholar 

  43. R. Timm, A. Lenz, H. Eisele, L. Ivanova, G. Balakrishnan, D.L. Huffaker, M. Dähne, Unpublished

    Google Scholar 

Download references

Authors
  1. Mario Dähne
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Holger Eisele
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Karl Jacobi
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Institut für Festkörperphysik, TU Berlin, Fakultät Mathematik/Naturwissenschaften, Hardenbergstr. 36, 10623, Berlin, Germany

    Dieter Bimberg

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2008 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Dähne, M., Eisele, H., Jacobi, K. (2008). The Atomic Structure of Quantum Dots. In: Bimberg, D. (eds) Semiconductor Nanostructures. NanoScience and Technology. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-77899-8_6

Download citation

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation