We demonstrate GaAs pillar array-based light emitting diodes (LEDs) with axial p-i-n junctions fabricated using a room-temperature metal-assisted chemical etching (MacEtch) method. Variations in vertical etch rates for all three doping types of GaAs are investigated as a function of etching temperature, oxidant/acid concentration ratio, and dilution of the etching solution. Control over nanopillar morphologies is demonstrated, simply through modification of the etching conditions. Optical emission enhancement from the MacEtched p-i-n GaAs nanopillar LED is observed, relative to the non-etched planar counterpart, through room-temperature photoluminescence and electroluminescence characterization.

1.
X.
Li
and
P. W.
Bohn
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
2572
(
2000
).
2.
K.
Balasundaram
,
J. S.
Sadhu
,
J. C.
Shin
,
B.
Azeredo
,
D.
Chanda
,
M.
Malik
,
K.
Hsu
,
J. A.
Rogers
,
P.
Ferreira
,
S.
Sinha
, and
X.
Li
,
Nanotechnology
23
,
305304
(
2012
).
3.
K.
Peng
,
Y.
Xu
,
Y.
Wu
,
Y.
Yan
,
S.-T.
Lee
, and
J.
Zhu
,
Small
1
,
1062
(
2005
).
4.
Z.
Huang
,
H.
Fang
, and
J.
Zhu
,
Adv. Mater.
19
,
744
(
2007
).
5.
C.-L.
Lee
,
K.
Tsujino
,
Y.
Kanda
,
S.
Ikeda
, and
M.
Matsumura
,
J. Mater. Chem.
18
,
1015
(
2008
).
6.
K.
Tsujino
and
M.
Matsumura
,
Adv. Mater.
17
,
1045
(
2005
).
7.
S.
Cruz
,
A.
Honig-d'Orville
, and
J.
Muller
,
J. Electrochem. Soc.
152
,
C418
(
2005
).
8.
C.
Chartier
,
S.
Bastide
, and
C.
Levy-Clement
,
Electrochim. Acta
53
,
5509
(
2008
).
9.
E. F.
Pecora
,
N.
Lawrence
,
P.
Gregg
,
J.
Trevino
,
P.
Artoni
,
A.
Irrera
,
F.
Priolo
, and
L.
Dal Negro
,
Nanoscale
4
,
2863
(
2012
).
10.
W.
Chern
,
K.
Hsu
,
I. S.
Chun
,
B. P.
de Azeredo
,
N.
Ahmed
,
K.-H.
Kim
,
K.-M.
Zuo
,
N.
Fang
,
P.
Ferreira
, and
X.
Li
,
Nano Lett.
10
,
1582
(
2010
).
11.
A.
Irrera
,
P.
Artoni
,
F.
Iacona
,
E. F.
Pecora
,
G.
Franzo
,
M.
Galli
,
B.
Fazio
,
S.
Boninelli
, and
F.
Priolo
,
Nanotechnology
23
,
075204
(
2012
).
12.
M.-L.
Zhang
,
C.-Q.
Yi
,
X.
Fan
,
K.-Q.
Peng
,
N.-B.
Wong
,
M.-S.
Yang
,
R.-Q.
Zhang
, and
S.-T.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
043116
(
2008
).
13.
B.
Zhang
,
H.
Wang
,
L.
Lu
,
K.
Ai
,
G.
Zhang
, and
X.
Cheng
,
Adv. Funct. Mater.
18
,
2348
(
2008
).
14.
J. C.
Shin
,
D.
Chanda
,
W.
Chern
,
K. J.
Yu
,
J. A.
Rogers
, and
X.
Li
,
IEEE J. Photovoltaics
2
,
129
(
2012
).
15.
S.-H.
Baek
,
S.-B.
Kim
,
J.-K.
Shin
, and
J. H.
Kim
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
96
,
251
(
2012
).
16.
K.-Q.
Peng
,
X.
Wang
,
L.
Li
,
X.-L.
Wu
, and
S.-T.
Lee
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
6872
(
2010
).
17.
K.
Peng
,
J.
Jie
,
W.
Zhang
, and
S.-T.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
033105
(
2008
).
18.
Z.
Huang
,
N.
Geyer
,
P.
Weber
,
J.
de Boor
, and
U.
Gosele
,
Adv. Mater.
23
,
285
(
2011
).
19.
T.
Kawase
,
A.
Mura
,
K.
Dei
,
K.
Nishitani
,
K.
Kawai
,
J.
Uchikoshi
,
M.
Morita
, and
K.
Arima
,
Nanoscale Res. Lett.
8
,
151
(
2013
).
20.
N.
Geyer
,
Z.
Huang
,
B.
Fuhrmann
,
S.
Grimm
,
M.
Reiche
,
T.-K.
Nguyen-Duc
,
J.
de Boor
,
H. S.
Leipner
,
P.
Werner
, and
U.
Gosele
,
Nano Lett.
9
,
3106
(
2009
).
21.
A.
Wolfsteller
,
N.
Geyer
,
T.-K.
Nguyen-Duc
,
P.
Das Kanungo
,
N. D.
Zakharov
,
M.
Reiche
,
W.
Erfurth
,
H.
Blumtritt
,
S.
Kalem
,
P.
Werner
, and
U.
Gosele
,
Thin Solid Films
518
,
2555
(
2010
).
22.
M.
DeJarld
,
J. C.
Shin
,
W.
Chern
,
D.
Chanda
,
K.
Balasundaram
,
J. A.
Rogers
, and
X.
Li
,
Nano Lett.
11
,
5259
(
2011
).
23.
X.
Li
,
Curr. Opin. Solid State Mater. Sci.
16
,
71
(
2012
).
24.
J.
Noborisaka
,
J.
Motohisa
, and
T.
Fukui
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
213102
(
2005
).
25.
K.
Tomioka
,
K.
Ikejiri
,
T.
Tanaka
,
J.
Motohisa
,
S.
Hara
,
K.
Hiruma
, and
T.
Fukui
,
J. Mater. Res.
26
,
2127
(
2011
).
26.
H. J.
Fan
,
P.
Werner
, and
M.
Zacharia
,
Small
2
,
700
(
2006
).
27.
C.
Thelander
,
P.
Agarwal
,
S.
Brongersma
,
J.
Eymery
,
L. F.
Feiner
,
A.
Forchel
,
M.
Scheffler
,
W.
Riess
,
B. J.
Ohlsson
,
U.
Gosele
, and
L.
Samuelson
,
Mater. Today
9
,
28
(
2006
).
28.
R.
Pinto
,
R. S.
Babu
, and
P. K.
Bhattacharya
,
Appl. Phys. Lett.
48
,
1427
(
1986
).
29.
A. B.
Joshi
,
R. A.
Mann
,
L.
Chung
,
T. H.
Cho
,
B. W.
Min
, and
D. L.
Kwong
,
IEEE Trans. Semicond. Manuf.
11
,
495
(
1998
).
30.
B.
Wu
,
A.
Kumar
, and
S.
Pamarthy
,
J. Appl. Phys.
108
,
051101
(
2010
).
31.
H.-S.
Kwack
,
H. S.
Lim
,
H.-D.
Song
,
S.-H.
Jung
,
H. K.
Cho
,
H.-K.
Kwon
, and
M. S.
Oh
,
AIP Adv.
2
,
022127
(
2012
).
32.
I.
Schnitzer
,
E.
Yablonovitch
,
C.
Caneau
,
T. J.
Gmitter
, and
A.
Scherer
,
Appl. Phys. Lett.
63
,
2174
(
1993
).
33.
R.
Windisch
,
C.
Rooman
,
S.
Meinlschmidt
,
P.
Kiesel
,
D.
Zipperer
,
G. H.
Dohler
,
B.
Dutta
,
M.
Kuijk
,
G.
Borghs
, and
P.
Heremans
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
2315
(
2001
).
34.
M. R.
Krames
,
M.
Ochiai-Holcomb
,
G. E.
Hofler
,
C.
Carter-Coman
,
E. I.
Chen
,
I.-H.
Tan
,
P.
Grillot
,
N. F.
Gardner
,
H. C.
Chui
,
J.-W.
Huang
,
S. A.
Stockman
,
F. A.
Kish
,
M. G.
Craford
,
T. S.
Tan
,
C. P.
Kocot
,
M.
Hueschen
,
J.
Posselt
,
B.
Loh
,
G.
Sasser
, and
D.
Collins
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
2365
(
1999
).
35.
O.
Shmatov
and
Z. S.
Li
,
IEE Proc.: Optoelectron.
150
,
273
(
2003
).
36.
C. W.
Kuo
,
L. C.
Chang
, and
C.-H.
Kuo
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
21
,
1645
(
2009
).
37.
J. H.
Kang
,
J. H.
Ryu
,
H. K.
Kim
,
H. Y.
Kim
,
N.
Han
,
Y. J.
Park
,
P.
Uthirakumar
, and
C.-H.
Hong
,
Opt. Express
19
,
3637
(
2011
).
38.
Y.-K.
Ee
,
P.
Kumnorkaew
,
R. A.
Arif
,
H.
Tong
,
H.
Zhao
,
J. F.
Gilchrist
, and
N.
Tansu
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
,
1218
(
2009
).
39.
S. L.
Cheng
,
C. H.
Chung
, and
H. C.
Lee
,
J. Electrochem. Soc.
155
,
D711
(
2008
).
40.
X.
Geng
,
B. K.
Duan
,
D. A.
Grismer
,
L.
Zhao
, and
P. W.
Bohn
,
Semicond. Sci. Technol.
28
,
065001
(
2013
).
41.
Z.
Zuo
,
G.
Cui
,
Y.
Shi
,
Y.
Liu
, and
G.
Ji
,
Nanoscale Res. Lett.
8
,
193
(
2013
).
42.
Z. Y.
Fan
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
41
,
094001
(
2008
).
43.
H. W.
Choi
and
M. D.
Dawson
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
053504
(
2005
).
44.
P.
Tian
,
J. J. D.
McKendry
,
Z.
Gong
,
B.
Guilhabert
,
I. M.
Watson
,
E.
Gu
,
Z.
Chen
,
G.
Zhang
, and
M. D.
Dawson
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
231110
(
2012
).
45.
S.-I.
Na
,
D.-S.
Han
,
S.-S.
Kim
,
J.-H.
Lim
,
J.-Y.
Kim
, and
S.-J.
Park
,
Phys. Status Solidi C
2
,
2916
(
2005
).
You do not currently have access to this content.