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ger: Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss der Wachstumsbereichs-Reduzierung in einer Größenskala, die im Rahmen der Nanoheteroepitaxie zur Defektverringerung führen soll, zum ersten Mal im meta-stabilen kubischen GaN (c-GaN) untersucht. Dazu wird das c-GaN auf vorstrukturierten 3C-SiC/Si (001) Substraten mittels der Molekularstrahlepitaxie auf-gewachsen. Es wird gezeigt, dass die kubische Phase auf allen (001)-Oberflächen der SiC-Strukturen unabhängig von der Strukturform oder -größe nukleiert. Die Herstellung der quadratischen SiC-Strukturen erfolgt über die Elektronenstrahllithographie mit einem anschließenden Reaktiven Ionen Ätzprozess. Die Reduzierung der (001)-Wachstumsoberfläche von einer Seitenlänge von ~500 nm bis hin zu ~20 nm bewirkt eine erfolgreiche Reduzierung der {111} Stapelfehlerdichte. Transmissionselektronenmikroskopie-Aufnahmen belegen, dass auf den kleinsten SiC-Nanostrukturen phasenreines und nahezu defektfreies c-GaN wächst, wie es auch durch theoretische Berechnungen vorausgesagt wird. Das Wachstum von c-GaN, sowohl auf vorstrukturierten als auch auf planaren Substraten, wird von Anti-phasen Domänen, die vom Substrat ausgehen, beeinflusst. Zwei Arten von Domänen im c-GaN selbst mit unterschiedlichen Defektdichten und hexagonalen Einschlüssen konnten identifiziert werden. Zudem wird gezeigt, dass {111} Stapelfehler nicht nur die kubische Kristallstrukturqualität reduzieren, sondern auch zu einer verringerten Kathodolumineszenz Emissionsintensität führen. Die Analysen in dieser Arbeit geben einen vertiefenden Einblick in die grundlegenden Wachstumseigenschaften von c-GaN auf vorstrukturierten 3C-SiC/Si (001) Substraten.
eng: The influence of growth area reduction towards length scales predicted to be effective for defect reduction by the theory of nanoheteroepitaxy is analyzed. This is studied in detail for the first time in the system of meta-stable cubic GaN (c-GaN) grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on pre-patterned 3C-SiC/Si (001) substrates. It is demonstrated that regardless of the pattern symmetry or size, the cubic phase of GaN nucleates on top of all investigated mesa structures. Electron beam lithography followed by a lift-off and a reactive ion etching process is used for tailoring post-shaped SiC structures. A successful reduction of the {111} stacking fault (SF) density is achieved by reducing the (001) top edge length of the posts from ~500 nm down to ~20 nm. Transmission electron microscopy reveals a nucleation of phase-pure and almost defect-free c-GaN on top of the smallest SiC nanostructures as predicted by theoretical calculations. The growth of c-GaN on pre-patterned and planar 3C-SiC/Si substrates is also governed by anti-phase domains of the substrate. Two different domains in the c-GaN growing with different densities of planar defects and amounts of hexagonal inclusions have been identified. Furthermore, it is quantified that {111} SFs lower not only the cubic crystal quality but also reduce the cathodoluminescence emission intensity. The studies presented in this work aim to give more insight into the basic growth mechanisms of c-GaN on pre-patterned 3C-SiC/Si.