Growth and structural aspects of the in situ doping of InAs nanowires with Si have been investigated. The nanowires were grown catalyst-free on Si(111) substrates by molecular beam epitaxy. The supply of Si influenced the growth kinetics, affecting the nanowire dimensions, but not the degree of structural polytypism, which was always pronounced. As determined by Raman spectroscopy, Si was incorporated as substitutional impurity exclusively on In sites, which makes it a donor. Previously unknown Si-related Raman peaks at 355 and 360 cm−1 were identified, based on their symmetry properties in polarization-dependent measurements, as the two local vibrational modes of an isolated Si impurity on In site along and perpendicular, respectively, to the c-axis of the wurtzite InAs crystal.

1.
C.
Rehnstedt
,
T.
Mårtensson
,
C.
Thelander
,
L.
Samuelson
, and
L.-E.
Wernersson
,
IEEE Trans. Electron Devices
55
,
3037
(
2008
).
2.
T.
Tanaka
,
K.
Tomioka
,
S.
Hara
,
J.
Motohisa
,
E.
Sano
, and
T.
Fukui
,
Appl. Phys. Express
3
,
025003
(
2010
).
3.
S.
Johansson
,
M.
Egard
,
S. G.
Ghalamestani
,
B. M.
Borg
,
M.
Berg
,
L.-E.
Wernersson
, and
E.
Lind
,
IEEE Trans. Microwave Theory
59
,
2733
(
2011
).
4.
A. M.
Ionescu
and
H.
Riel
,
Nature
479
,
329
(
2011
).
5.
K.
Tomioka
and
T.
Fukui
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
083114
(
2011
).
6.
K.
Moselund
,
H.
Schmid
, and
C.
Bessire
,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
1453
(
2012
).
7.
E. P. A. M.
Bakkers
,
M. T.
Borgström
, and
M. A.
Verheijen
,
MRS Bull.
32
,
117
(
2007
).
8.
B.
Mandl
,
J.
Stangl
,
T.
Mårtensson
,
A.
Mikkelsen
,
J.
Eriksson
,
L. S.
Karlsson
,
G.
Bauer
,
L.
Samuelson
, and
W.
Seifert
,
Nano Lett.
6
,
1817
(
2006
).
9.
F.
Glas
,
J.-C.
Harmand
, and
G.
Patriarche
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
146101
(
2007
).
10.
P.
Caroff
,
J.
Bolinsson
, and
J.
Johansson
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
17
,
829
(
2011
).
11.
V. G.
Dubrovskii
and
N. V.
Sibirev
,
Phys. Rev. B
77
,
35414
(
2008
).
12.
P.
Krogstrup
,
R.
Popovitz-Biro
,
E.
Johnson
,
M. H.
Madsen
,
J.
Nygård
, and
H.
Shtrikman
,
Nano Lett.
10
,
4475
(
2010
).
13.
I. P.
Soshnikov
,
G. E.
Cirlin
,
A. A.
Tonkikh
,
Y. B.
Samsonenko
,
V. G.
Dubrovskii
,
V. M.
Ustinov
,
O. M.
Gorbenko
,
D.
Litvinov
, and
D.
Gerthsen
,
Phys. Solid State
47
,
2213
(
2005
).
14.
D.
Kriegner
,
C.
Panse
,
B.
Mandl
,
K. A.
Dick
,
M.
Keplinger
,
J. M.
Persson
,
P.
Caroff
,
D.
Ercolani
,
L.
Sorba
,
F.
Bechstedt
,
J.
Stangl
, and
G.
Bauer
,
Nano Lett.
11
,
1483
(
2011
).
15.
J.
Johansson
,
J.
Bolinsson
,
M.
Ek
,
P.
Caroff
, and
K. A.
Dick
,
ACS Nano
6
,
6142
(
2012
).
16.
H.
Shtrikman
,
R.
Popovitz-Biro
,
A. V.
Kretinin
, and
P.
Kacman
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
17
,
922
(
2011
).
17.
C.
Thelander
,
P.
Caroff
,
S.
Plissard
,
A. W.
Dey
, and
K. A.
Dick
,
Nano Lett.
11
,
2424
(
2011
).
18.
U.
Jahn
,
J.
Lähnemann
,
C.
Pfüller
,
O.
Brandt
,
S.
Breuer
,
B.
Jenichen
,
M.
Ramsteiner
,
L.
Geelhaar
, and
H.
Riechert
,
Phys. Rev. B
85
,
045323
(
2012
);
U.
Jahn
,
J.
Lähnemann
,
C.
Pfüller
,
O.
Brandt
,
S.
Breuer
,
B.
Jenichen
,
M.
Ramsteiner
,
L.
Geelhaar
, and
H.
Riechert
, e-print arXiv:1201.6540.
19.
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 Morral
,
Phys. Rev. B
83
,
45303
(
2011
).
20.
E.
Dimakis
,
M.
Ramsteiner
,
A.
Tahraoui
,
H.
Riechert
, and
L.
Geelhaar
,
Nano Res.
5
,
796
(
2012
).
21.
M.
Hilse
,
M.
Ramsteiner
,
S.
Breuer
,
L.
Geelhaar
, and
H.
Riechert
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
193104
(
2010
).
22.
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
).
23.
J.
Wallentin
,
M.
Ek
,
L. R.
Wallenberg
,
L.
Samuelson
,
K.
Deppert
, and
M. T.
Borgström
,
Nano Lett.
10
,
4807
(
2010
).
24.
J.
Wallentin
,
K.
Mergenthaler
,
M.
Ek
,
L. R.
Wallenberg
,
L.
Samuelson
,
K.
Deppert
,
M.-E.
Pistol
, and
M. T.
Borgström
,
Nano Lett.
11
,
2286
(
2011
).
25.
E.
Dimakis
,
J.
Lähnemann
,
U.
Jahn
,
S.
Breuer
,
M.
Hilse
,
L.
Geelhaar
, and
H.
Riechert
,
Cryst. Growth Des.
11
,
4001
(
2011
).
26.
S.
Hertenberger
,
D.
Rudolph
,
S.
Bolte
,
M.
Döblinger
,
M.
Bichler
,
D.
Spirkoska
,
J. J.
Finley
,
G.
Abstreiter
, and
G.
Koblmüller
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
123114
(
2011
).
27.
S.
Wirths
,
K.
Weis
,
A.
Winden
,
K.
Sladek
,
C.
Volk
,
S.
Alagha
,
T. E.
Weirich
,
M.
von der Ahe
,
H.
Hardtdegen
,
H.
Lüth
,
N.
Demarina
,
D.
Grützmacher
, and
T.
Schäpers
,
J. Appl. Phys.
110
,
053709
(
2011
).
28.
H.
Ghoneim
,
P.
Mensch
,
H.
Schmid
,
C. D.
Bessire
,
R.
Rhyner
,
A.
Schenk
,
C.
Rettner
,
S.
Karg
,
K. E.
Moselund
,
H.
Riel
, and
M. T.
Björk
,
Nanotechnology
23
,
505708
(
2012
).
29.
A.
Biermanns
,
S.
Breuer
,
A.
Davydok
,
L.
Geelhaar
, and
U.
Pietsch
,
Phys. Status Solidi (RRL)
5
,
156
(
2011
).
30.
C.-Y.
Yeh
,
Z. W.
Lu
,
S.
Froyen
, and
A.
Zunger
,
Phys. Rev. B
46
,
10086
(
1992
).
31.
P.
Caroff
,
K. A.
Dick
,
J.
Johansson
, and
M.
Messing
,
Nat. Nanotechnol.
4
,
50
(
2009
).
32.
H. J.
Joyce
,
J.
Wong-Leung
,
Q.
Gao
,
H. H.
Tan
, and
C.
Jagadish
,
Nano Lett.
10
,
908
(
2010
).
33.
K. A.
Dick
,
C.
Thelander
,
L.
Samuelson
, and
P.
Caroff
,
Nano Lett.
10
,
3494
(
2010
).
34.
K. A.
Dick
,
P.
Caroff
,
J.
Bolinsson
,
M. E.
Messing
,
J.
Johansson
,
K.
Deppert
,
L. R.
Wallenberg
, and
L.
Samuelson
,
Semicond. Sci. Technol.
25
,
24009
(
2010
).
35.
K.
Tomioka
,
J.
Motohisa
,
S.
Hara
, and
T.
Fukui
,
Nano Lett.
8
,
3475
(
2008
).
36.
W.
Wei
,
X.-Y.
Bao
,
C.
Soci
,
Y.
Ding
,
Z. L.
Wang
, and
D.
Wang
,
Nano Lett.
9
,
2926
(
2009
).
37.
T.
Li
,
Y.
Chen
,
W.
Lei
,
X.
Zhou
,
S.
Luo
,
Y.
Hu
,
L.
Wang
,
T.
Yang
, and
Z.
Wang
,
Nanoscale Res. Lett.
6
,
463
(
2011
).
38.
N.
Hörmann
,
I.
Zardo
,
S.
Hertenberger
,
S.
Funk
,
S.
Bolte
,
M.
Döblinger
,
G.
Koblmüller
, and
G.
Abstreiter
,
Phys. Rev. B
84
,
155301
(
2011
).
39.
R.
Addinall
,
R.
Murray
,
R. C.
Newman
,
J.
Wagner
,
S. D.
Parker
,
R. L.
Williams
,
R.
Droopad
,
A. G.
DeOliveira
,
I.
Ferguson
, and
R. A.
Stradling
,
Semicond. Sci. Technol.
6
,
147
(
1991
).
40.
A.
Krol
and
W.
Nazarewicz
,
J. Phys. C
18
,
467
(
1985
).
41.
M.
Nusimovici
,
M.
Balkanski
, and
J.
Birman
,
Phys. Rev. B
1
,
603
(
1970
).
42.
S.
Kostritskii
,
P.
Bourson
,
M.
Aillerie
,
M.
Fontana
, and
D.
Kip
,
Appl. Phys. B
82
,
423
(
2006
).
43.
M.
Möller
,
M. M.
de Lima
,
A.
Cantarero
,
L. C. O.
Dacal
,
J. R.
Madureira
,
F.
Iikawa
,
T.
Chiaramonte
, and
M. A.
Cotta
,
Phys. Rev. B
84
,
085318
(
2011
).
You do not currently have access to this content.