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Germanium nanoislands grown by radio frequency magnetron sputtering: Annealing time dependent surface morphology and photoluminescence

引用

Chinese Physics B 2013年第9期22卷 600-604页

作者： Alireza Samavati Z.Othaman S.K.Ghoshal R.J.Amjad Ibn Sina Institute for Fundamental Science Studies Universiti Teknologi Malaysia Advanced Optical Material Research Group Department of PhysicsFaculty of ScienceUniversiti Teknologi Malaysia

Structural and optical properties of ～ 20 nm Ge nanoislands grown on Si（100） by radio frequency （rI） magnetron sputtering under varying annealing conditions are reported. Rapid thermal annealing at a temperature of 600 ℃ for 30 s, 90 s, and 120 s are performed to examine the influence of annealing time on the surface morphology and photoluminescence properties. X-ray diffraction spectra reveal prominent Ge and GeO2 peaks highly sensitive to the annealing time. Atomic force microscope micrographs of the as-grown sample show pyramidal nanoislands with relatively high-density （～ 10^11 cm^-2）. The nanoislands become dome-shaped upon annealing through a coarsening process mediated by Oswald ripening. The room temperature photoluminescence peaks for both as-grown （～ 3.29 eV） and annealed （～ 3.19 eV） samples consist of high intensity and broad emission, attributed to the effect of quantum confinement. The red shift （～ 0.10 eV） of the emission peak is attributed to the change in the size of the Ge nanoislands caused by annealing. Our easy fabrication method may contribute to the development of Ge nanostructure-based optoelectronics.

关键词： germanium nanoislands radio frequency magnetron sputtering photoluminescence surface mor-phology

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