Advanced

The Influence of Oxygen on Nanowire Surface Structure and Electronic Properties

Abelin, Viktor LU (2015) FYSK01 20142
Synchrotron Radiation Research
Department of Physics
Abstract
This thesis investigates the possibilities for setups measuring how the
surface structure of nanowires (NWs) influences their electric properties. For
this the abilities to clean surfaces and detect nanowires (NWs) are examined,
and an attempt to build a setup is made.
Compared to the size of NWs and surface area measured in scanning
tunneling microscopy (STM), an “infinite” surface of GaAs/AlGaAs was
cleaned. The method of cleaning meant using hydrogen cleaning in order
to remove oxide from the surface. By the use of STM it was found that
hydrogen cleaning works for such an “infinite” surface.
In attempts to detect NWs the method Auger electron spectroscopy (AES)
was used. The resulting spectra showed peaks from elements only... (More)
This thesis investigates the possibilities for setups measuring how the
surface structure of nanowires (NWs) influences their electric properties. For
this the abilities to clean surfaces and detect nanowires (NWs) are examined,
and an attempt to build a setup is made.
Compared to the size of NWs and surface area measured in scanning
tunneling microscopy (STM), an “infinite” surface of GaAs/AlGaAs was
cleaned. The method of cleaning meant using hydrogen cleaning in order
to remove oxide from the surface. By the use of STM it was found that
hydrogen cleaning works for such an “infinite” surface.
In attempts to detect NWs the method Auger electron spectroscopy (AES)
was used. The resulting spectra showed peaks from elements only found in
the NWs which meant the AES works for detecting NWs.
The setup built should have the ability to perform electrical measurements
of a sample in vacuum while heating the sample and giving the researchers
the ability to control the oxidation of the sample. A prototype of such a
setup was made and its operational ability was tested in air. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Nytt banbrytande sätt att undersöka nanotrådar?
Målet med detta examensarbete var att skapa nya sätt att undersöka nanotrådar. Nanotrådar har en diameter kring tiotals nanometer (10 miljondelar av en millimeter) och kan, som i detta fall, bestå av halvledarmaterial. Halvledarmaterial är det som idag bygger upp bl.a. solceller, lysdioder och transistorer.
Det mest använda halvledarmaterialet är kisel (Si) då det billigt kan utvinnas ur vanlig sand. Men på senare årtionden har man börjat skapa nya halvledarmaterial genom att kombinera material från grupp 13 (tidigare grupp 3) och grupp 15 (tidigare grupp 5) i det periodiska systemet. Dessa så kallade III-V halvledare har, bland flera intressanta egenskaper, något som kallas direkt bandgap.... (More)
Nytt banbrytande sätt att undersöka nanotrådar?
Målet med detta examensarbete var att skapa nya sätt att undersöka nanotrådar. Nanotrådar har en diameter kring tiotals nanometer (10 miljondelar av en millimeter) och kan, som i detta fall, bestå av halvledarmaterial. Halvledarmaterial är det som idag bygger upp bl.a. solceller, lysdioder och transistorer.
Det mest använda halvledarmaterialet är kisel (Si) då det billigt kan utvinnas ur vanlig sand. Men på senare årtionden har man börjat skapa nya halvledarmaterial genom att kombinera material från grupp 13 (tidigare grupp 3) och grupp 15 (tidigare grupp 5) i det periodiska systemet. Dessa så kallade III-V halvledare har, bland flera intressanta egenskaper, något som kallas direkt bandgap. Denna egenskap gör det möjligt för III-V halvledare att sända och absorbera ljus, dvs. fungera som en lysdiod eller solcell.
Att III-V halvledare inte används som det vanligaste materialet i t.ex. solceller beror på kostnaden. Med nanotrådar kan man kanske komma förbi det problemet. Då saker görs så små som nanotrådar, ökar nämligen andelen yta i förhållande till volym (bulk). Därmed skulle man kunna täcka en solcell med nanotrådar av bättre material och på så sätt göra effektivare solceller.

Eftersom nanotrådar har stort area- till volymförhållande blir ytan viktig att studera. Vi ville framförallt studera hur förändringar av ytan skulle påverka de elektriska egenskaperna för en nanotråd. Utrustning finns för att studera nanotrådars elektriska egenskaper såväl som deras yta. Vi strävade dock efter möjligheten att studera båda samtidigt för att verkligen kunna se sambandet mellan dem.
Under examensarbetets gång undersöktes två olika metoder för att studera ytans påverkan på de elektriska egenskaperna. En metod var enklare och innebar att mäta de elektriska egenskaperna samtidigt som man skulle kunna ändra ytan. Den mer avancerade metoden innebar att man utöver det skulle kunna studera ytan. En prototyp av den enkla utrustningen blev byggd under arbetets gång. För den avancerade utrustningen ser prognosen lovande ut. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Abelin, Viktor LU
supervisor
organization
course
FYSK01 20142
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Scanning tunneling microscopy, STM, Auger electron spectroscopy, AES, nanowire, hydrogen cleaning
language
English
id
5046708
date added to LUP
2015-02-11 18:51:29
date last changed
2015-06-02 09:35:12
@misc{5046708,
  abstract     = {This thesis investigates the possibilities for setups measuring how the
surface structure of nanowires (NWs) influences their electric properties. For
this the abilities to clean surfaces and detect nanowires (NWs) are examined,
and an attempt to build a setup is made.
Compared to the size of NWs and surface area measured in scanning
tunneling microscopy (STM), an “infinite” surface of GaAs/AlGaAs was
cleaned. The method of cleaning meant using hydrogen cleaning in order
to remove oxide from the surface. By the use of STM it was found that
hydrogen cleaning works for such an “infinite” surface.
In attempts to detect NWs the method Auger electron spectroscopy (AES)
was used. The resulting spectra showed peaks from elements only found in
the NWs which meant the AES works for detecting NWs.
The setup built should have the ability to perform electrical measurements
of a sample in vacuum while heating the sample and giving the researchers
the ability to control the oxidation of the sample. A prototype of such a
setup was made and its operational ability was tested in air.},
  author       = {Abelin, Viktor},
  keyword      = {Scanning tunneling microscopy,STM,Auger electron spectroscopy,AES,nanowire,hydrogen cleaning},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {The Influence of Oxygen on Nanowire Surface Structure and Electronic Properties},
  year         = {2015},
}