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Projekt
Kristallzüchtung von Nitrid-Einkristallen mit hoher Reinheit nach dem Ammonothermalverfahren
Antragstellerin
Dr. Elke Meissner
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2011 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 182356696
Das Projekt befasst sich in der zweiten Antragsperiode mit dem Ausbau und der Weiterentwicklung des ammonosauren bzw. -basischen Basisprozess für die Züchtung von größeren Nitrid-Einkristallen. In diesem Zusammenhang sollen nun auch die Ergebnisse der anderen Teilprojekte auf die Basisprozesse angewendet werden, um optimale Bedingungen nach den neuesten Erkenntnissen herzustellen und ein ganzheitliches Bild der Vorgänge während der Züchtung zu erhalten. Es werden die Quellen und der Transport unerwünschter Verunreinigungen erfasst und deren Einbau in den Festkörper in Abhängigkeit von Prozessparametern und eingestellten Chemismus des Züchtungssystems untersucht. Begleitend zu den experimentellen Arbeiten werden die Strömungsmuster und der Einfluss von Prozessparameter auf Temperatur- und Strömungsverteilung mit Hilfe von 3D Simulationen weiter untersucht, um bisher in der Literatur nicht berücksichtigte Effekte einzubeziehen. Zusätzlich soll ein chemisches Modell des ammonothermalen Systems entwickelt werden, welches bisher nicht berücksichtigte Punkte wie z . B. Rücktransport des Mineralisators, Verteilung und Transport chemischer Spezies, betrachtet. Ein solches Modell liegt bisher nicht vor.Im weiteren Verlauf des Projekts sollen die bisher gewonnen Erkenntnisse über die Ammonotherma lsynthese auf neue funktionale Nitride übertragen werden . Erste Untersuchungen zu geeigneten Modellverbindungen durch das TP 1, zeigten , dass vor allem Nitride mit Wurtzitstruktur für eine ammonothermale Synthese in Frage kommen. Basierend auf den Experimenten und Untersuchungen durch die Teilprojekte 1 und 2 hinsichtlich der bei der Synthese auftretenden lntermediate und möglicher Mineralisatoren, wird die Züchtung der Halbleitermaterialien lnN und Zn3N2 und den ternären Zink-IV-Nitriden wie ZnSiN2 , ZnGeN2 und ZnSnN 2 angegangen. Diese ternären Materialien konnten bisher noch nicht als Massivmaterial gezüchtet werden, besitzen allerdings aufgrund ihrer möglichen Verwendung als Ersatzmaterialien für GaN, lnN und AIN ein großes Potential. Im Rahmen des Projekts würde damit ein gänzlich neues Materialsystem erschlossen werden können.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Mitverantwortlich
Professor Dr. Lothar Frey (†)
