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Ultra-fast vapour-liquid-solid synthesis of Si nanowires using ion-beam implanted gallium as catalyst

机译：以离子束注入镓为催化剂的硅纳米线超快汽液固合成

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The feasibility of gallium as a catalyst for vapour-liquid-solid (VLS) nanowire (NW) growth deriving from an implantation process in silicon by a focused ion beam (FIB) is investigated. Si(100) substrates are subjected to FIB implantation of gallium ions with various ion fluence rates. NW growth is performed in a hot wall chemical vapour deposition (CVD) reactor at temperatures between 400 and 500 °C with 2% SiH_4/He as precursor gas. This process results in ultra-fast growth of 〈112〉-and 〈110〉- oriented Si-NWs with a length of several tens of micrometres. Further investigation by transmission electron microscopy indicates the presence of a NW core-shell structure: while the NW core yields crystalline structuring, the shell consists entirely of amorphous material.
机译：研究了镓作为催化剂的可行性，该催化剂是通过聚焦离子束（FIB）注入到硅中而形成的气-液-固（VLS）纳米线（NW）生长的催化剂。对Si（100）衬底进行FIB注入，离子注入速率各不相同。 NW生长在热壁化学气相沉积（CVD）反应器中在400至500°C之间的温度下进行，其中2％SiH_4 / He作为前驱体气体。该过程导致了<112>-和<110>-取向的Si-NW的超快速生长，其长度为几十微米。透射电子显微镜的进一步研究表明存在NW核-壳结构：NW核产生晶体结构时，壳完全由非晶材料组成。

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