The band structure and the Fermi level pinning at clean and well-ordered sidewall surfaces of zincblende (ZB)-wurtzite (WZ) GaAs nanowires are investigated by scanning tunneling spectroscopy and density functional theory calculations. The WZ-ZB phase transition in GaAs nanowires introduces p-i junctions at the sidewall surfaces. This is caused by the presence of numerous steps, which induce a Fermi level pinning at different energies on the non-polar WZ and ZB sidewall facets.

1.
M. D.
Pashley
and
K. W.
Haberern
,
Phys. Rev. Lett.
67
,
2697
(
1991
).
2.
E. F.
Schubert
,
J. M.
Kuo
,
R. F.
Kopf
,
A. S.
Jordan
,
H. S.
Luftman
, and
L. C.
Hopkins
,
Phys. Rev. B
42
,
1364
(
1990
).
3.
P. M
Fahey
,
P. B.
Griffin
, and
J. D.
Plummer
,
Rev. Mod. Phys.
61
,
289
(
1989
).
4.
R.
Ditchfield
,
D.
Llera-Rodriguez
, and
E. G.
Seebauer
,
Phys. Rev. B
61
,
13710
(
2000
).
5.
J.
Slotte
,
M.
Gonzalez-Debs
,
T. F.
Kuech
, and
J. C.
Cederberg
,
J. Appl. Phys.
102
,
023511
(
2007
).
6.
Ph.
Ebert
,
S.
Landrock
,
Y. P.
Chiu
,
U.
Breuer
, and
R. E.
Dunin-Borkowski
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
192103
(
2012
).
7.
M. H. M
van Weert
,
O.
Wunnicke
,
A. L.
Roest
,
T. J.
Eijkemans
,
A.
Yu Silov
,
J. E. M.
Havekort
,
G. W.
‘t Hooft
, and
E. P. A. M.
Bakkers
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
043109
(
2006
).
8.
D.
Wang
,
Y.-L.
Chang
,
Q.
Wang
,
J.
Cao
,
D. B.
Farmer
,
R. G.
Gordon
, and
H.
Dai
,
J. Am. Chem. Soc.
126
,
11602
(
2004
).
9.
S.
Zhang
,
E. R.
Hemesath
,
D. E.
Perea
,
E.
Wijaya
,
J. L.
Lensch-Falk
, and
L. J.
Lauhon
,
Nano Lett.
9
,
3268
(
2009
).
10.
R. E.
Algra
,
M. A.
Verheijen
,
M. T.
Borgström
,
L.-F.
Feiner
,
G.
Immink
,
W. J. P.
van Enckevort
,
E.
Vlieg
, and
E. P. A. M.
Bakkers
,
Nature
456
,
369
(
2008
).
11.
P.
Caroff
,
K. A.
Dick
,
J.
Johansson
,
M. E.
Messing
,
K.
Deppert
, and
L.
Samuelson
,
Nat. Nanotechnol.
4
,
50
(
2009
).
12.
K. A.
Dick
,
C.
Thelander
,
L.
Samuelson
, and
P.
Caroff
,
Nano Lett.
10
,
3494
(
2010
).
13.
S.
Assali
,
I.
Zardo
,
S.
Plissard
,
D.
Kriegner
,
M. A.
Verheijen
,
G.
Bauer
,
A.
Meijerink
,
A.
Belabbes
,
F.
Bechstedt
,
J. E. M.
Haverkort
, and
E. P. A. M.
Bakkers
,
Nano Lett.
13
,
1559
(
2013
).
14.
S. A.
Dayeh
,
D.
Susac
,
K. L.
Kavanagh
,
E. T.
Yu
, and
D.
Wang
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
2102
(
2009
).
15.
N.
Akopian
,
G.
Patriarche
,
L.
Liu
,
J.-C.
Harmand
, and
V.
Zwiller
,
Nano Lett.
10
,
1198
(
2010
).
16.
C.
Thelander
,
P.
Caroff
,
S.
Plissard
,
A. W.
Dey
, and
K. A.
Dick
,
Nano Lett.
11
,
2424
(
2011
).
17.
A.
De
and
C. E.
Pryor
,
Phys. Rev. B
81
,
155210
(
2010
).
18.
M.
Heiss
,
S.
Conesa-Boj
,
J.
Ren
,
H.-H.
Tseng
,
A.
Gali
,
A.
Rudolph
,
E.
Uccelli
,
F.
Peiró
,
J. R.
Morante
,
D.
Schuh
,
E.
Reiger
,
E.
Kaxiras
,
J.
Arbiol
, and
A.
Fontcuberta i Morralet
,
Phys. Rev. B
83
,
045303
(
2011
).
19.
P.
Kusch
,
S.
Breuer
,
M.
Ramsteiner
,
L.
Geelhaar
,
H.
Riechert
, and
S.
Reich
,
Phys. Rev. B
86
,
075317
(
2012
).
20.
R.
Gurwitz
,
A.
Tavor
,
L.
Karpeles
,
I.
Shalish
,
W.
Yi
,
G.
Seryogin
, and
V.
Narayanamurti
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
191602
(
2012
).
21.
S.
Plissard
,
K. A.
Dick
,
X.
Wallart
, and
P.
Caroff
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
121901
(
2010
).
22.
A. M.
Munshi
,
D. L.
Dheeraj
,
J.
Todorovic
,
A. T. J.
van Helvoort
,
H.
Weman
, and
B.-O.
Fimland
,
J. Cryst. Growth
372
,
163
(
2013
).
23.
T.
Xu
,
K. A.
Dick
,
S.
Plissard
,
T. H.
Nguyen
,
Y.
Makoudi
,
M.
Berthe
,
J.-P.
Nys
,
X.
Wallart
,
B.
Grandidier
, and
P.
Caroff
,
Nanotechnology
23
,
095702
(
2012
).
24.
T.
Xu
,
J.-P.
Nys
,
A.
Addad
,
O. I.
Lebedev
,
A.
Urbieta
,
B.
Salhi
,
M.
Berthe
,
B.
Grandidier
, and
D.
Stiévenard
,
Phys. Rev. B
81
,
115403
(
2010
).
25.
S.
Plissard
,
K. A.
Dick
,
G.
Larrieu
,
S.
Godey
,
A.
Addad
,
X.
Wallart
, and
P.
Caroff
,
Nanotechnology
21
,
385602
(
2010
).
26.
B.
Siemens
,
C.
Domke
,
Ph.
Ebert
, and
K.
Urban
,
Phys. Rev. B
59
,
3000
(
1999
).
27.
E.
Hilner
,
U.
Håkanson
,
L. E.
Fröberg
,
M.
Karlsson
,
P.
Kratzer
,
E.
Lundgren
,
L.
Samuelson
, and
A.
Mikkelsen
,
Nano Lett.
8
,
3978
(
2008
).
28.
H.
Eisele
and
Ph.
Ebert
,
Phys. Status Solidi (RRL)
6
,
359
(
2012
).
29.
S.
Gaan
,
R. M.
Feenstra
,
Ph.
Ebert
,
R. E.
Dunin-Borkowski
,
J.
Walker
, and
E.
Towe
,
Surf. Sci.
606
,
28
(
2012
).
30.
G.
Brammertz
,
Y.
Mols
,
S.
Degroote
,
V.
Motsnyi
,
M.
Leys
,
G.
Borghs
, and
M.
Caymax
,
J. Appl. Phys.
99
,
093514
(
2006
).
31.
G.
Kresse
and
J.
Hafner
,
Phys. Rev. B
47
,
558
(
1993
);
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Phys. Rev. B
54
,
11169
(
1996
).
32.
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
118
,
8207
(
2003
);
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
124
,
219906
(
2006
).
33.
B.
Engels
,
P.
Richard
,
K.
Schroeder
,
S.
Blügel
,
Ph.
Ebert
, and
K.
Urban
,
Phys. Rev. B
58
,
7799
(
1998
).
34.
N. D.
Jäger
,
Ph.
Ebert
,
K.
Urban
,
R.
Krause-Rehberg
, and
E. R.
Weber
,
Phys. Rev. B
65
,
195318
(
2002
).
35.
Ph.
Ebert
,
S.
Landrock
,
Y.
Jiang
,
K. H.
Wu
,
E. G.
Wang
, and
R. E.
Dunin-Borkowski
,
Nano Lett.
12
,
5845
(
2012
).
36.
L.
Ivanova
,
S.
Borisova
,
H.
Eisele
,
M.
Dähne
,
A.
Laubsch
, and
Ph.
Ebert
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
192110
(
2008
);
Ph.
Ebert
,
S.
Schaafhausen
,
A.
Lenz
,
A.
Sabitova
,
L.
Ivanova
,
M.
Dähne
,
Y.-L.
Hong
,
S.
Gwo
, and
H.
Eisele
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
062103
(
2011
).
37.
A.
Sabitova
,
Ph.
Ebert
,
A.
Lenz
,
S.
Schaafhausen
,
L.
Ivanova
,
M.
Dähne
,
A.
Hoffmann
,
R. E.
Dunin-Borkowski
,
A.
Förster
,
B.
Grandidier
, and
H.
Eisele
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
021608
(
2013
).
38.
M.
Hjort
,
S.
Lehmann
,
J.
Knutsson
,
R.
Timm
,
D.
Jacobsson
,
E.
Lundgren
,
K. A.
Dick
, and
A.
Mikkelsen
,
Nano Lett.
13
,
4492
(
2013
).
You do not currently have access to this content.