Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8-9/2008

01.09.2008

Orientation and temperature dependence of the tensile behavior of GaN nanowires: an atomistic study

verfasst von: Zhiguo Wang, Xiaotao Zu, Li Yang, Fei Gao, William J. Weber

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8-9/2008

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Gallium nitride (GaN) is a high-temperature semiconductor material of considerable interest. It emits brilliant light and has been considered as a key material for the next generation of high frequency and high power transistors that are capable of operating at high temperatures. Due to its anisotropic and polar nature, GaN exhibits direction-dependent properties. Growth directions along [001], [1−10] and [110] directions have all been synthesized experimentally. In this work, molecular dynamics simulations are carried out to characterize the mechanical properties of GaN nanowires with different orientations at different temperatures. The simulation results reveal that the nanowires with different growth orientations exhibit distinct deformation behavior under tensile loading. The nanowires exhibit ductility at high deformation temperatures and brittleness at lower temperature. The brittle to ductile transition (BDT) was observed in the nanowires grown along the [001] direction. The nanowires grown along the [110] direction slip in the {010} planes, whereas the nanowires grown along the [1−10] direction fracture in a cleavage manner under tensile loading.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat H.J. Chen, Y.Y. Chen, C.H. Hsieh, S.J. Lin, L.J. Chou, W.K. Hsu, Appl. Phys. Lett. 90, 023111 (2007)CrossRef H.J. Chen, Y.Y. Chen, C.H. Hsieh, S.J. Lin, L.J. Chou, W.K. Hsu, Appl. Phys. Lett. 90, 023111 (2007)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat P.C. Chang, C.J. Chien, D. Stichtenoth, C. Ronning, J.G. Lu, Appl. Phys. Lett. 90, 113101 (2007)CrossRef P.C. Chang, C.J. Chien, D. Stichtenoth, C. Ronning, J.G. Lu, Appl. Phys. Lett. 90, 113101 (2007)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat L. Kumari, Y.R. Ma, C.C. Tsai, Y.W. Lin, S.Y. Wu, K.W. Cheng, Y. Liou, Nanotechnology 18, 115717 (2007)CrossRef L. Kumari, Y.R. Ma, C.C. Tsai, Y.W. Lin, S.Y. Wu, K.W. Cheng, Y. Liou, Nanotechnology 18, 115717 (2007)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat O. Kryliouk, H.J. Park, Y.S. Won, T. Anderson, A. Davydov, I. Levin, J.H. Kim, J.A. Freitas, Nanotechnology 18, 135606 (2007)CrossRef O. Kryliouk, H.J. Park, Y.S. Won, T. Anderson, A. Davydov, I. Levin, J.H. Kim, J.A. Freitas, Nanotechnology 18, 135606 (2007)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat M.S. Hu, G.M. Hsu, K.H. Chen, C.J. Yu, H.C. Hsu, L.C. Chen, J.S. Hwang, L.S. Hong, Y.F. Chen, Appl. Phys. Lett. 90, 123109 (2007)CrossRef M.S. Hu, G.M. Hsu, K.H. Chen, C.J. Yu, H.C. Hsu, L.C. Chen, J.S. Hwang, L.S. Hong, Y.F. Chen, Appl. Phys. Lett. 90, 123109 (2007)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J.C. Johnson, H.J. Choi, K.P. Knutsen, R.D. Schaller, P.D. Yang, R.J. Saykally, Nat. Mater. 1, 106 (2002)CrossRef J.C. Johnson, H.J. Choi, K.P. Knutsen, R.D. Schaller, P.D. Yang, R.J. Saykally, Nat. Mater. 1, 106 (2002)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat H. Morkoc, S. Strite, G.B. Gao, M.E. Lin, B. Sverdlov, M. Burns, J. Appl. Phys. 76, 1363 (1994)CrossRef H. Morkoc, S. Strite, G.B. Gao, M.E. Lin, B. Sverdlov, M. Burns, J. Appl. Phys. 76, 1363 (1994)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat T. Wang, F. Ranalli, P.H. Parbrook, R. Airey, J. Bai, R. Rattlidge, G. Hill, Appl. Phys. Lett. 86, 103103 (2005)CrossRef T. Wang, F. Ranalli, P.H. Parbrook, R. Airey, J. Bai, R. Rattlidge, G. Hill, Appl. Phys. Lett. 86, 103103 (2005)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat D.S. Han, J. Park, K.W. Rhie, S. Kim, J. Chang, Appl. Phys. Lett. 86, 032506 (2005)CrossRef D.S. Han, J. Park, K.W. Rhie, S. Kim, J. Chang, Appl. Phys. Lett. 86, 032506 (2005)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S.K. Lee, H.J. Choi, P. Pauzauskie, P.D. Yang, N.K. Cho, H.D. Park, E.K. Suj, K.Y. Lim, H.J. Lee, Phys. Status Solidi B 241, 2775 (2004)CrossRef S.K. Lee, H.J. Choi, P. Pauzauskie, P.D. Yang, N.K. Cho, H.D. Park, E.K. Suj, K.Y. Lim, H.J. Lee, Phys. Status Solidi B 241, 2775 (2004)CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat G. Kipshidze, B. Yavich, A. Chandolu, J. Yun, V. Kuryatkov, I. Ahmad, D. Aurongzeb, M. Holtz, H. Temkin, Appl. Phys. Lett. 86, 033104 (2005)CrossRef G. Kipshidze, B. Yavich, A. Chandolu, J. Yun, V. Kuryatkov, I. Ahmad, D. Aurongzeb, M. Holtz, H. Temkin, Appl. Phys. Lett. 86, 033104 (2005)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat G. Seryogin, I. Shalish, W. Moberlychan, V. Narayanamurti, Nanotechnology 16, 2342 (2005)CrossRef G. Seryogin, I. Shalish, W. Moberlychan, V. Narayanamurti, Nanotechnology 16, 2342 (2005)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat B.D. Liu, Y. Bando, C.C. Tang, F.F. Xu, D. Golberg, Appl. Phys. Lett. 87, 073106 (2005)CrossRef B.D. Liu, Y. Bando, C.C. Tang, F.F. Xu, D. Golberg, Appl. Phys. Lett. 87, 073106 (2005)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat T. Kuykendall, P.J. Pauzauskie, Y.F. Zhang, J. Goldberger, D. Sirbuly, J. Denlinger, P.D. Yang, Nat. Mater. 3, 524 (2004)CrossRef T. Kuykendall, P.J. Pauzauskie, Y.F. Zhang, J. Goldberger, D. Sirbuly, J. Denlinger, P.D. Yang, Nat. Mater. 3, 524 (2004)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J. Zhang, L.D. Zhang, X.F. Wang, C.H. Liang, X.S. Peng, Y.W. Wang, J. Chem. Phys. 115, 5714 (2001)CrossRef J. Zhang, L.D. Zhang, X.F. Wang, C.H. Liang, X.S. Peng, Y.W. Wang, J. Chem. Phys. 115, 5714 (2001)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S.Y. Bae, H.W. Seo, J. Park, H. Yang, H. Kim, S. Kim, Appl. Phys. Lett. 82, 4564 (2003)CrossRef S.Y. Bae, H.W. Seo, J. Park, H. Yang, H. Kim, S. Kim, Appl. Phys. Lett. 82, 4564 (2003)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat T. Kuykendall, P. Pauzauskie, S. Lee, Y.F. Zhang, J. Goldberger, P.D. Yang, Nano Lett. 3, 1063 (2003)CrossRef T. Kuykendall, P. Pauzauskie, S. Lee, Y.F. Zhang, J. Goldberger, P.D. Yang, Nano Lett. 3, 1063 (2003)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat J. Kioseoglou, H.M. Polatoglou, L. Lymperakis, G. Nouet, Ph. Komninou, Comput. Mater. Sci. 27, 43 (2003)CrossRef J. Kioseoglou, H.M. Polatoglou, L. Lymperakis, G. Nouet, Ph. Komninou, Comput. Mater. Sci. 27, 43 (2003)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Z.G. Wang, X.T. Zu, F. Gao, W.J. Weber, J. Appl. Phys. 100, 063503 (2006)CrossRef Z.G. Wang, X.T. Zu, F. Gao, W.J. Weber, J. Appl. Phys. 100, 063503 (2006)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Z.G. Wang, X.T. Zu, F. Gao, W.J. Weber, Appl. Phys. Lett. 89, 243123 (2006)CrossRef Z.G. Wang, X.T. Zu, F. Gao, W.J. Weber, Appl. Phys. Lett. 89, 243123 (2006)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J.M. Haile, Molecular Dynamics Simulation (Wiley, New York, 1992) J.M. Haile, Molecular Dynamics Simulation (Wiley, New York, 1992)
26.
Zurück zum Zitat J.P. Hirth, J. Lothe, Theory of Dislocations, 2nd edn. (Wiley, New York, 1982) J.P. Hirth, J. Lothe, Theory of Dislocations, 2nd edn. (Wiley, New York, 1982)
27.
Zurück zum Zitat J. Rabier, A. George, Rev. Phys. Appl. 22, 1327 (1987) J. Rabier, A. George, Rev. Phys. Appl. 22, 1327 (1987)
28.
Zurück zum Zitat T. Suzuki, T. Nishisako, T. Taru, T. Yasutomi, Philos. Mag. Lett. 77, 173 (1998)CrossRef T. Suzuki, T. Nishisako, T. Taru, T. Yasutomi, Philos. Mag. Lett. 77, 173 (1998)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat M. Zhang, H.M. Hobgood, J.L. Demenet, P. Pirouz, J. Mater. Res. 18, 1087 (2003)CrossRef M. Zhang, H.M. Hobgood, J.L. Demenet, P. Pirouz, J. Mater. Res. 18, 1087 (2003)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat P. Waltereit, O. Brandt, A. Trampert, H.T. Grahn, J. Menniger, M. Ramsteiner, M. Reiche, K.H. Ploog, Nature 406, 865 (2000)CrossRef P. Waltereit, O. Brandt, A. Trampert, H.T. Grahn, J. Menniger, M. Ramsteiner, M. Reiche, K.H. Ploog, Nature 406, 865 (2000)CrossRef
Metadaten
Titel
Orientation and temperature dependence of the tensile behavior of GaN nanowires: an atomistic study
verfasst von
Zhiguo Wang
Xiaotao Zu
Li Yang
Fei Gao
William J. Weber
Publikationsdatum
01.09.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8-9/2008
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-007-9526-8

Weitere Artikel der Ausgabe 8-9/2008

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8-9/2008 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt