Growth of Doped Semiconductor Nanowires
Loading...
Date
Authors
Musálek, Tomáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato disertační práce se zabývá multikomponentními polovodičovými nanodráty, se zaměřením na indium arsenid (InAs) a bromid cesno-olovnatý (CsPbBr3). Pro výrobu nanodrátů InAs byl použit mechanismus Vapour-Liquid-Solid (VLS) i selektivní epitaxe, doplněné o zkoumání účinků dopování křemíkem během růstu. Ač bylo plánováno podobné studium nanodrátů CsPbBr3, důraz byl kladen na fundamentální rozdíly a důsledky použití dvou odlišných depozičních metod: depozice z jednoho prekurzoru a ko-depozice. Depozice z jednoho prekurzoru, ačkoli přímočará, využívá odpařování CsPbBr3. Tato složitá molekula se ale v důsledku teploty rozkládá v kalíšku, což vede ke změnám složení prekurzoru. Naproti tomu ko-depozice, při které se současně odpařují dvě prekurzorové látky, PbBr2 a CsBr, nabízí stabilnější a opakovatelnějši přístup. Obě metody byly využity k získání fázově čistého CsPbBr3 za použití zvýšených teplot vzorku. Disertační práce také představuje inovativní návrh a vývoj nového reaktoru pro in-situ růstové studie. Tento reaktor lze integrovat do rastrovacího elektronového mikroskopu, což umožňuje pozorování růstových procesů v reálném čase a poskytuje tak cenné poznatky nejen o formování nanodrátků ale umožňuje získat informace o dalších souvisejících jevech.
This doctoral thesis explores the field of multicomponent semiconductor nanowires, with a particular focus on indium arsenide (InAs) and cesium lead bromide (CsPbBr3). For InAs nanowires, two growth techniques—selective area epitaxy and vapor-liquid-solid (VLS)—were utilized, complemented by an examination of silicon doping effects. The investigation into CsPbBr3 nanowires delves into the fundamental impacts of two distinct deposition methods: single-source and co-evaporation. Single-source deposition, while straightforward, involves the direct evaporation of CsPbBr3, leading to compositional changes due to precursor decomposition in the crucible. In contrast, co-evaporation, which simultaneously evaporates two precursor sources, PbBr2 and CsBr, offers a more stable approach. Both methods were employed to obtain phase-pure CsPbBr3 utilizing elevated sample temperature. The thesis also presents the innovative design and development of a novel reactor for in-situ growth studies. This reactor can be integrated into a scanning electron microscope, enabling real-time observation of the growth processes, thereby providing valuable insights into nanowire formation and other related phenomena.
This doctoral thesis explores the field of multicomponent semiconductor nanowires, with a particular focus on indium arsenide (InAs) and cesium lead bromide (CsPbBr3). For InAs nanowires, two growth techniques—selective area epitaxy and vapor-liquid-solid (VLS)—were utilized, complemented by an examination of silicon doping effects. The investigation into CsPbBr3 nanowires delves into the fundamental impacts of two distinct deposition methods: single-source and co-evaporation. Single-source deposition, while straightforward, involves the direct evaporation of CsPbBr3, leading to compositional changes due to precursor decomposition in the crucible. In contrast, co-evaporation, which simultaneously evaporates two precursor sources, PbBr2 and CsBr, offers a more stable approach. Both methods were employed to obtain phase-pure CsPbBr3 utilizing elevated sample temperature. The thesis also presents the innovative design and development of a novel reactor for in-situ growth studies. This reactor can be integrated into a scanning electron microscope, enabling real-time observation of the growth processes, thereby providing valuable insights into nanowire formation and other related phenomena.
Description
Citation
MUSÁLEK, T. Growth of Doped Semiconductor Nanowires [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fyzikální a materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (předseda)
Dr.techn. Ing. Hermann Detz (člen)
doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D. et Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-11-21
Defence
Aspirant při obhajobě prokázal hluboké znalosti studovaného problému růstu nanodrátů z různých materiálů, jakož i inženýrské schopnosti při návrhu růstového reaktoru, jeho otestování a zlepšení fuknce.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení