Due to its non-destructive and its micro-spatial resolution, Raman spectroscopy is a powerful tool for a rapid structural and compositional characterization of nanoscale materials. Here, by combining the compositional dependence of the Raman peaks with the existence of photonic modes in the nanowires, we address the composition inhomogeneities of AlxGa1−xAs/GaAs core/shell structures. The experimental results are validated with complementary chemical composition maps of the nanowire cross-sections and finite-difference time-domain simulations of the photonic modes.
References
1.
X.
Duan
, Y.
Huang
, R.
Agarwal
, and C.
Lieber
, Nature
421
, 241
(2003
).2.
P.
Krogstrup
, H.
Jorgensen
, M.
Heiss
, O.
Demichel
, J.
Holm
, M.
Aagesen
, J.
Nygard
, and A. Fontcuberta i
Morral
, Nat. Photonics
7
, 306
(2013
).3.
C.
Soci
, A.
Zhang
, B.
Xiang
, S. A.
Dayeh
, D.
Aplin
, J.
Park
, X.
Bao
, Y. H.
Lo
, and D.
Wang
, Nano Lett.
7
, 1003
(2007
).4.
E. C.
Garnett
, M. L.
Brongersma
, Y.
Cui
, and M. D.
McGehee
, Annu. Rev. Mater. Sci.
41
, 269
(2011
).5.
E.
Garnett
and P.
Yang
, Nano Lett.
10
, 1082
(2010
).6.
M. D.
Kelzenberg
, S. W.
Boettcher
, J. A.
Petykiewicz
, D. B.
Turner-Evans
, M. C.
Putnam
, E. L.
Warren
, J. M.
Spurgeon
, R. M.
Briggs
, N. S.
Lewis
, and H. A.
Atwater
, Nature Mater.
9
, 368
(2010
).7.
J. R.
Maiolo
, B. M.
Kayes
, M. A.
Filler
, M. C.
Putnam
, M. D.
Kelzenberg
, H. A.
Atwater
, and N. S.
Lewis
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 12346
(2007
).8.
Y.
Cui
, Q.
Wei
, H.
Park
, and C. M.
Lieber
, Science
293
, 1289
(2001
).9.
M. S.
Gudiksen
, L. J.
Lauhon
, J.
Wang
, D. C.
Smith
, and C. M.
Lieber
, Nature Mater.
415
, 617
(2002
).10.
D.
Saxena
, S.
Mokkapati
, P.
Parkinson
, N.
Jiang
, Q.
Gao
, H. H.
Tan
, and C.
Jagadish
, Nat. Photonics
7
, 963
(2013
).11.
Y.
Wang
, V.
Schmidt
, S.
Senz
, and U.
Gösele
, Nat. Nanotechnol.
1
, 186
(2006
).12.
Y.
Xiang
, L.
Cao
, S.
Conesa-Boj
, S.
Estrade
, J.
Arbiol
, F.
Peiro
, M.
Heiss
, I.
Zardo
, J. R.
Morante
, M. L.
Brongersma
et al., Nanotechnology
20
, 245608
(2009
).13.
B.
Mandl
, J.
Stangl
, T.
Martensson
, A.
Mikkelsen
, J.
Eriksson
, L. S.
Karlsson
, G.
Bauer
, L.
Samuelson
, and W.
Seifert
, Nano Lett.
6
, 1817
(2006
).14.
C. J.
Novotny
and P. K. L.
Yu
, Appl. Phys. Lett.
87
, 203111
(2005
).15.
E. A.
Stach
, P. J.
Pauzauskie
, T.
Kuykendall
, J.
Goldberger
, R.
He
, and P.
Yang
, Nano Lett.
3
, 867
(2003
).16.
C.
Colombo
, D.
Spirkoska
, M.
Frimmer
, G.
Abstreiter
, and A. Fontcuberta i
Morral
, Phys. Rev. B
77
, 155326
(2008
).17.
C. P. T.
Svensson
, W.
Seifert
, M. W.
Larsson
, L. R.
Wallenberg
, J.
Stangl
, G.
Bauer
, and L.
Samuelson
, Nanotechnology
16
, 936
(2005
).18.
K. A.
Dick
, S.
Kodambaka
, M. C.
Reuter
, K.
Deppert
, L.
Samuelson
, W.
Seifert
, L. R.
Wallenberg
, and F. M.
Ross
, Nano Lett.
7
, 1817
(2007
).19.
N.
Zakharov
, P.
Werner
, G.
Gerth
, L.
Schubert
, L.
Sokolov
, and U.
Gösele
, J. Cryst. Growth
290
, 6
(2006
).20.
J.
Noborisaka
, J.
Motohisa
, S.
Hara
, and T.
Fukui
, Appl. Phys. Lett.
87
, 093109
(2005
).21.
F.
Qian
, M.
Brewster
, S. K.
Lim
, Y.
Ling
, C.
Greene
, O.
Laboutin
, J. W.
Johnson
, S.
Gradečak
, Y.
Cao
, and Y.
Li
, Nano Lett.
12
, 3344
(2012
).22.
F.
Qian
, S.
Gradečak
, Y.
Li
, C.
Wen
, and C.
Lieber
, Nano Lett.
5
, 2287
(2005
).23.
F.
Qian
, Y.
Li
, S.
Gradečak
, D.
Wang
, C. J.
Barrelet
, and C. M.
Lieber
, Nano Lett.
4
, 1975
(2004
).24.
M.
Fickenscher
, T.
Shi
, H. E.
Jackson
, L. M.
Smith
, J. M.
Yarrison-Rice
, C.
Zheng
, P.
Miller
, J.
Etheridge
, B. M.
Wong
, Q.
Gao
et al., Nano Lett.
13
, 1016
(2013
).25.
C.
Zheng
, J.
Wong-Leung
, Q.
Gao
, H. H.
Tan
, C.
Jagadish
, and J.
Etheridgel
, Nano Lett.
13
, 3742
(2013
).26.
M.
Heiss
, Y.
Fontana
, A.
Gustafsson
, G.
Wüst
, C.
Magen
, D. D. O.
Regan
, J. W.
Luo
, B.
Ketterer
, S.
Conesa-Boj
, A. V.
Kuhlmann
et al., Nature Mater.
12
, 439
(2013
).27.
D. E.
Perea
, E. R.
Hemesath
, E. J.
Schwalbach
, J. L.
Lensch-Falk
, P. W.
Voorhees
, and L. J.
Lauhon
, Nat. Nanotechnol.
4
, 315
(2009
).28.
P.
Parayanthal
, F. H.
Pollak
, and J. M.
Woodall
, Appl. Phys. Lett.
41
, 961
(1982
).29.
S.
Hernandez
, R.
Cusco
, D.
Pastor
, L.
Artus
, K. P. O.
Donnell
, R. W.
Martin
, I. M.
Watson
, Y.
Nanishi
, and E.
Calleja
, J. Appl. Phys.
98
, 013511
(2005
).30.
E.
Alarcon-Llado
, S.
Conesa-Boj
, X.
Wallart
, P.
Caroff
, and A. Fontcuberta i
Morral
, Nanotechnology
24
, 405707
(2013
).31.
Y. S.
Chen
, W.
Shockley
, and G. L.
Pearson
, Phys. Rev.
151
, 648
(1966
).32.
P. M.
Mooney
, F. H.
Dacol
, J. C.
Tsang
, and J. O.
Chu
, Appl. Phys. Lett.
62
, 2069
(1993
).33.
I.
Zardo
, S.
Conesa-Boj
, F.
Peiro
, J. R.
Morante
, J.
Arbiol
, E.
Uccelli
, G.
Abstreiter
, and A. Fontcuberta i
Morral
, Phys. Rev. B
80
, 245324
(2009
).34.
G.
Signorello
, E.
Lortscher
, P.
Khomyakov
, S.
Karg
, D.
Dheeraj
, B.
Gotsmann
, H.
Weman
, and H.
Riel
, Nat. Commun.
5
, 3655
(2014
).35.
G.
Signorello
, S.
Karg
, M.
Björk
, B.
Gotsmann
, and H.
Riel
, Nano Lett.
13
, 917
(2013
).36.
T.
Livneh
, J.
Zhang
, G.
Cheng
, and M.
Moskovits
, Phys. Rev. B
74
, 035320
(2006
).37.
G.
Chen
, J.
Wu
, Q.
Lu
, H. R.
Gutierrez
, Q.
Xiong
, M. E.
Pellen
, J. S.
Petko
, D. H.
Werne
, and P. C.
Eklund
, Nano Lett.
8
, 1341
(2008
).38.
J.
Wang
, M. S.
Gudiksen
, X.
Duan
, Y.
Cui
, and C. M.
Lieber
, Science
293
, 1455
(2001
).39.
X.
Wang
, C. J.
Summers
, and Z. L.
Wang
, Nano Lett.
4
, 423
(2004
).40.
L.
Cao
, P.
Fan
, A. P.
Vasudev
, J. S.
White
, Z.
Yu
, W.
Cai
, J. A.
Schuller
, S.
Fan
, and M. L.
Brongersma
, Nano Lett.
10
, 439
(2010
).41.
L.
Cao
, J.
White
, J.
Park
, J.
Schuller
, B. M.
Clemens
, and M.
Brongersma
, Nature Mater.
8
, 643
(2009
).42.
S. A.
Mann
and E.
Garnett
, Nano Lett.
13
, 3173
(2013
).43.
L.
Cao
, B.
Nabet
, and J.
Spanier
, Phys. Rev. Lett.
96
, 157402
(2006
).44.
F. J.
Lopez
, J. K.
Hyun
, U.
Givan
, I. S.
Kim
, and A.
Holsteen
, Nano Lett.
12
, 2266
(2012
).45.
E.
Kim
, A.
Steinbruck
, M. T.
Buscaglia
, V.
Buscaglia
, T.
Pertsch
, and R.
Grange
, ACS Nano
7
, 5343
(2013
).46.
F.
Dutto
, C.
Raillon
, K.
Schenk
, and A.
Radenovic
, Nano Lett.
11
, 2517
(2011
).47.
F.
Dutto
, M.
Heiss
, A.
Lovera
, O.
Lopez-Sanchex
, A. Fontcuberta i
Morral
, and A.
Radenovic
, Nano Lett.
13
, 6048
(2013
).48.
E.
Uccelli
, J.
Arbiol
, C.
Magen
, P.
Krogstrup
, E.
Russo-Averchi
, M.
Heiss
, G.
Mugny
, F.
Morier-Genoud
, J.
Nygard
, J.
Morante
et al., Nano Lett.
11
, 3827
(2011
).49.
E.
Russo-Averchi
, M.
Heiss
, L.
Michelet
, P.
Krogstrup
, J.
Nygard
, C.
Magen
, J. R.
Morante
, E.
Uccelli
, J.
Arbiol
, and A. Fontcuberta i
Morral
, Nanoscale
4
, 1486
(2012
).50.
M.
Heigoldt
, J.
Arbiol
, D.
Spirkoska
, J. M.
Rebled
, S.
Conesa-Boj
, G.
Abstreiter
, F.
Peiró
, J. R.
Morante
, and A. Fontcuberta i
Morral
, J. Mater. Chem.
19
, 840
(2009
).51.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4901504 for the growth protocol of the nanowires; the animation of the internal field energy density as a function of time under steady state.
52.
D. C.
Watson
, R. V.
Martinez
, Y.
Fontana
, E.
Russo-Averchi
, M.
Heiss
, A. Fontcuberta i
Morral
, G. M.
Whitesides
, and M.
Loncar
, Nano Lett.
14
, 524
(2014
).53.
L.
Ouattara
, A.
Mikkelsen
, N.
Sköld
, J.
Eriksson
, T.
Knaapen
, E.
Cavar
, W.
Seifert
, L.
Samuelson
, and E.
Lundgren
, Nano Lett.
7
, 2859
(2007
).54.
A. F.
Oskooi
, D.
Roundy
, M.
Ibanescu
, P.
Bermel
, J.
Joannopoulos
, and S. G.
Johnson
, Comput. Phys. Commun.
181
, 687
(2010
).55.
D. E.
Aspes
, S. M.
Kelso
, R.
Logan
, and R.
Bhat
, J. Appl. Phys.
60
, 754
(1986
).56.
C. S.
Wang
, J.
Chen
, R.
Becker
, and A.
Zdetsis
, Phys. Lett. A
44
, 517
(1973
).57.
P.
Yu
and M.
Cardona
, Fundamentals of Semiconductors
(Springer
, Berlin
, 1996
).58.
S.
Adachi
, J. Appl. Phys.
58
, R1
(1985
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
