We report the growth of in-plane GaN wires on silicon by metalorganic chemical vapor deposition. Triangular-shaped GaN microwires with semi-polar sidewalls are observed to grow on top of a GaN/Si template patterned with nano-porous SiO2. With a length-to-thickness ratio ∼200, the GaN wires are well aligned along the three equivalent 112¯0 directions. Micro-Raman measurements indicate negligible stress and a low defect density inside the wires. Stacking faults were found to be the only defect type in the GaN wire by cross-sectional transmission electron microscopy. The GaN wires exhibited high conductivity, and the resistivity was 20–30 mΩ cm, regardless of the wire thickness. With proper heterostructure and doping design, these highly aligned GaN wires are promising for photonic and electronic applications monolithically integrated on silicon.

1.
F.
Qian
,
S.
Gradečak
,
Y.
Li
,
C. Y.
Wen
, and
C. M.
Lieber
,
Nano Lett.
5
(
11
),
2287
(
2005
).
2.
Y. L.
Chang
,
J. L.
Wang
,
F.
Li
, and
Z.
Mi
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
1
),
013106
(
2010
).
3.
S.
Gradečak
,
F.
Qian
,
Y.
Li
,
H. G.
Park
, and
C. M.
Lieber
,
Appl. Phys. Lett.
87
(
17
),
173111
(
2005
).
4.
S.
Vandenbrouck
,
K.
Madjour
,
D.
Theron
,
Y.
Dong
,
Y.
Li
,
C. M.
Lieber
, and
C.
Gaquiere
,
IEEE Electron Device Lett.
30
(
4
),
322
(
2009
).
5.
P.-M.
Coulon
,
M.
Hugues
,
B.
Alloing
,
E.
Beraudo
,
M.
Leroux
, and
J.
Zuniga-Perez
,
Opt. Express
20
(
17
),
18707
(
2012
).
6.
J.
Ahn
,
M. A.
Mastro
,
P. B.
Klein
,
J. K.
Hite
,
B.
Feigelson
,
C. R.
Eddy
, and
J.
Kim
,
Opt. Express
19
(
22
),
21692
(
2011
).
7.
C. C.
Chen
and
C. C.
Yeh
,
Adv. Mater.
12
(
10
),
738
(
2000
).
8.
C.
Chèze
,
L.
Geelhaar
,
O.
Brandt
,
W. M.
Weber
,
H.
Riechert
,
S.
Münch
,
R.
Rothemund
,
S.
Reitzenstein
,
A.
Forchel
,
T.
Kehagias
,
P.
Komninou
,
G. P.
Dimitrakopulos
, and
T.
Karakostas
,
Nano Res.
3
(
7
),
528
(
2010
).
9.
J.
Su
,
G.
Cui
,
M.
Gherasimova
,
H.
Tsukamoto
,
J.
Han
,
D.
Ciuparu
,
S.
Lim
,
L.
Pfefferle
,
Y.
He
,
A. V.
Nurmikko
,
C.
Broadbridge
, and
A.
Lehman
,
Appl. Phys. Lett.
86
(
1
),
013105
(
2005
).
10.
J.
Zhang
,
X. S.
Peng
,
X. F.
Wang
,
Y. W.
Wang
, and
L. D.
Zhang
,
Chem. Phys. Lett.
345
(
5–6
),
372
(
2001
).
11.
J. E.
Allen
,
E. R.
Hemesath
,
D. E.
Perea
,
J. L.
Lensch-Falk
,
Z. Y.
Li
,
F.
Yin
,
M. H.
Gass
,
P.
Wang
,
A. L.
Bleloch
,
R. E.
Palmer
, and
L. J.
Lauhon
,
Nat. Nanotechnol.
3
(
3
),
168
(
2008
).
12.
Q.
Li
,
J. B.
Wright
,
W. W.
Chow
,
T. S.
Luk
,
I.
Brener
,
L. F.
Lester
, and
G. T.
Wang
,
Opt. Express
20
(
16
),
17873
(
2012
).
13.
S. A.
Fortuna
and
X.
Li
,
Semicond. Sci. Technol.
25
(
2
),
024005
(
2010
).
14.
D.
Tsivion
,
M.
Schvartzman
,
R.
Popovitz-Biro
,
P. von
Huth
, and
E.
Joselevich
,
Science
333
(
6045
),
1003
(
2011
).
15.
J. W.
Yu
,
P. C.
Yeh
,
S. L.
Wang
,
Y. R.
Wu
,
M. H.
Mao
,
H. H.
Lin
, and
L. H.
Peng
,
Appl. Phys. Lett.
101
(
18
),
183501
(
2012
).
16.
C.-K.
Li
,
P.-C.
Yeh
,
J.-W.
Yu
,
L.-H.
Peng
, and
Y.-R.
Wu
,
J. Appl. Phys.
114
(
16
),
163706
(
2013
).
17.
Z.
Wu
,
M. G.
Hahm
,
Y. J.
Jung
, and
L.
Menon
,
J. Mater. Chem.
19
(
4
),
463
(
2009
).
18.
R.
Dowdy
,
D. A.
Walko
,
S. A.
Fortuna
, and
Li
Xiuling
,
IEEE Electron Device Lett.
33
(
4
),
522
(
2012
).
19.
X.
Zou
,
K. M.
Wong
,
W. C.
Chong
,
J.
Ma
, and
K. M.
Lau
,
Phys. Status Solidi C
11
(
3-4
),
730
(
2014
).
20.
E.
Han
,
K. O.
Stuen
,
M.
Leolukman
,
C.-C.
Liu
,
P. F.
Nealey
, and
P.
Gopalan
,
Macromolecules
42
(
13
),
4896
(
2009
).
21.
F. K.
Thomas
and
J. M.
Luke
,
J. Phys. D
43
(
18
),
183001
(
2010
).
22.
G.
Liu
,
H.
Zhao
,
J.
Zhang
,
J.
Park
,
L. J.
Mawst
, and
N.
Tansu
,
Nanoscale Res. Lett.
6
(
1
),
342
(
2011
).
23.
W. Il
Park
,
G.
Zheng
,
X.
Jiang
,
B.
Tian
, and
C. M.
Lieber
,
Nano Lett.
8
(
9
),
3004
(
2008
).
24.
G.
You
,
J.
Liu
,
Z.
Jiang
,
L.
Wang
,
N. A.
El-Masry
,
A. M.
Hosalli
,
S. M.
Bedair
, and
J.
Xu
,
Opt. Lett.
39
(
6
),
1501
(
2014
).
25.
H.
Zhong
,
A.
Tyagi
,
N. N.
Fellows
,
F.
Wu
,
R. B.
Chung
,
M.
Saito
,
K.
Fujito
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Lett.
90
(
23
),
233504
(
2007
).
26.
C.
Kisielowski
,
J.
Krüger
,
S.
Ruvimov
,
T.
Suski
,
J. W.
Ager
,
E.
Jones
,
Z.
Liliental-Weber
,
M.
Rubin
,
E. R.
Weber
,
M. D.
Bremser
, and
R. F.
Davis
,
Phys. Rev. B
54
(
24
),
17745
(
1996
).
27.
T. Y.
Liu
,
A.
Trampert
,
Y. J.
Sun
,
O.
Brandt
, and
K. H.
Ploog
,
Philos. Mag. Lett.
84
(
7
),
435
(
2004
).
28.
S.
Khromov
,
C. G.
Hemmingsson
,
H.
Amano
,
B.
Monemar
,
L.
Hultman
, and
G.
Pozina
,
Phys. Rev. B
84
(
7
),
075324
(
2011
).
29.
S.
Khromov
,
B.
Monemar
,
V.
Avrutin
,
H.
Morkoç
,
L.
Hultman
, and
G.
Pozina
,
Appl. Phys. Lett.
103
(
19
),
192101
(
2013
).
30.
J.
Moesslein
,
A.
Lopez-Otero
,
A. L.
Fahrenbruch
,
D.
Kim
, and
R. H.
Bube
,
J. Appl. Phys.
73
(
12
),
8359
(
1993
).
31.
W.
Goütz
,
N. M.
Johnson
,
C.
Chen
,
H.
Liu
,
C.
Kuo
, and
W.
Imler
,
Appl. Phys. Lett.
68
(
22
),
3144
(
1996
).
32.
P.
Tchoulfian
,
F.
Donatini
,
F.
Levy
,
B.
Amstatt
,
P.
Ferret
, and
J.
Pernot
,
Appl. Phys. Lett.
102
(
12
),
122116
(
2013
).
You do not currently have access to this content.