Electron-beam-induced Zn nanocrystal islands were formed in a dielectric SiO2 layer. When a ZnO thin film on a p-type Si with amorphous SiOx interface layer is subjected to a 900°C annealing followed by electron irradiation in a transmission electron microscope environment, an amorphous Zn2xSi1xO2 layer is formed. Upon irradiation with a 300keV electrons, metallic and single crystal nanoislands of Zn with 710nm diameter were formed and embedded within the SiO2 interface layer. Possible mechanisms for the formation of Zn nanocrystals are presented.

1.
W. G.
Van der Wiel
,
S.
De Franceschi
,
J. M.
Elzerman
,
S.
Tarucha
,
L. P.
Kouwenhoven
,
J.
Motohisa
,
F.
Nakajima
, and
T.
Fukui
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
126803
(
2002
).
2.
L.
Jiang
,
S. S.
Li
,
N.-T.
Yeh
,
J.-I.
Chyi
,
C. E.
Ross
, and
K. S.
Jones
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
1986
(
2003
).
3.
X.
Li
,
Y.
Wu
,
D.
Steel
,
D.
Gammon
,
T. H.
Stievater
,
D. S.
Katzer
,
D.
Park
,
C.
Piermarocchi
, and
L. J.
Sham
,
Science
301
,
809
(
2003
).
4.
N. J.
Craig
,
J. M.
Tayler
,
E. A.
Lester
,
C. M.
Marcus
,
M. P.
Hanson
, and
A. C.
Gossard
,
Science
304
,
565
(
2004
).
5.
J. H.
Kim
,
J. Y.
Jin
,
J. H.
Jung
,
I.
Lee
,
T. W.
Kim
,
S. K.
Lim
,
C. S.
Yoon
, and
Y.-H.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
032904
(
2005
).
6.
S.
Huang
,
K.
Arai
,
K.
Usami
, and
S.
Oda
,
IEEE Trans. Nanotechnol.
3
,
210
(
2004
).
7.
M.
Perego
,
S.
Ferrari
,
M.
Fanciulli
,
G. B.
Assayag
,
C.
Bonafos
,
M.
Carrada
, and
A.
Claverie
,
J. Appl. Phys.
95
,
257
(
2004
).
8.
J.
Heitmann
,
F.
Müller
,
M.
Zacharisa
, and
U.
Gösele
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
7
,
795
(
2005
).
9.
S.
Tiwari
,
F.
Rana
,
H.
Hanafi
,
A.
Hartstein
, and
E. F.
Crabbe
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
1377
(
1996
).
10.
S.
Choi
,
H.
Yang
,
M.
Chang
,
S.
Baek
,
H.
Hwang
,
S.
Jeon
,
J.
Kim
, and
C.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
251901
(
2005
).
11.
S. J.
Lee
,
Y. S.
Shim
,
H. Y.
Cho
,
D. Y.
Kim
,
T. W.
Kim
, and
K. L.
Wang
,
J. Vac. Sci. Technol. B
42
,
7180
(
2003
).
12.
S.
Huang
and
S.
Oda
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
173107
(
2005
).
13.
E.
Leobandung
,
L.
Guo
,
Y.
Wang
, and
S. Y.
Chou
,
Appl. Phys. Lett.
67
,
938
(
1995
).
14.
H.
Ishikuro
,
T.
Fujii
,
T.
Saraya
,
G.
Hashiguchi
,
T.
Hiramoto
, and
T.
Ikoma
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
3585
(
1996
).
15.
E. S.
Snow
and
P. M.
Cambell
,
Appl. Phys. Lett.
64
,
1932
(
1994
).
16.
K.
Matsumoto
,
M.
Ishii
,
K.
Segawa
,
Y.
Oka
,
B. J.
Vartanian
, and
J. S.
Harris
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
34
(
1996
).
17.
T. W.
Kim
,
D. C.
Choo
,
J. H.
Shim
, and
S. O.
Kang
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
2168
(
2002
).
18.
X.-W.
Du
,
M.
Takeguchi
,
M.
Tanaka
, and
K.
Furuya
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
1108
(
2003
).
19.
K.-K.
Kim
,
N.
Koguchi
,
Y.-W.
Ok
,
T.-Y.
Seong
, and
S.-J.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
3810
(
2004
).
20.
M.
Perego
,
S.
Ferrari
,
M.
Fanciulli
,
G.
Ben Assayag
,
C.
Bonafos
,
M.
Carrada
, and
A.
Claverie
,
J. Appl. Phys.
95
,
257
(
2004
).
21.
C. H. P.
Lupis
,
Chemical Thermodynamics of Materials
(
North-Holland
,
New York
,
1983
), Vol.
1
, p.
134
.
22.
Thomas B.
Reed
,
Free Energy of Formation of Binary Compounds
(
MIT
,
Cambridge
,
1971
), Vol.
1
, pp.
7
9
.
23.
CRC Handbook of Chemistry and Physics
, 80th ed. (
CRC, Boca Raton
,
FL
,
1999
), Vol.
1
, pp.
6
121
.
24.
N.
Mityta
,
M.
Ichikawa
,
T.
Nabatame
,
T.
Horikawa
, and
A.
Toriumi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
42
,
L138
(
2003
).
You do not currently have access to this content.