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Projekt
Mikroskopische Charakterisierung komplexer Gruppe III-Nitridstrukturen mit Kathodolumineszenz und Ramanspektroskopie: Korrelation von strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften
Antragsteller
Professor Dr. Jürgen Christen
Fachliche Zuordnung
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 1999 bis 2004
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5170756
Das Forschungsvorhaben hat die mikroskopische Korrelation der strukturellen (Raster-Elektronen-Mikroskopie, Transmission-Electron-Microscopy, Atomic-Force-Microscopy), der elektronischen (micro-Raman-Spektroskopie) und der optischen (Kathodolumineszenz-Spektroskopie) Eigenschaften von Gruppe III-Nitirden und daraus aufbauende Heterostrikturen zum Ziel. Mit Hilfe von bis hin in den Submikrometerbereich ortsaufgelösten Raman- und Kathodolumineszenzmessungen verbinden wir direkt die aus den Raman-Daten quantitativ hervorgehenden Informationen mit den optischen Eigenschaften. Die gerade für die Nitride und insbesondere für ihre Heterostrukturen sowie für ihre ternären und quaternären Mischverbindungen entscheidenden Parameter wie lokale Verspannung, Stöchiometrie, die Orientierung von Domänen, Zusammensetzung (Legierung und evt. Fremdphasen), Defektdichte und Dotierungskonzentration wirken sich auf die Kathodolumineszenz aus und kann so quantitativ bestimmt werden. Messungen unter Druck und in hohen magnetischen Feldern sowie Ferninfrarot-Messungen liefern zusätzliche Informationen. Die Druckmessungen ermöglichen die Variation eines weiteren externen Parameters sowie eine Simuation der Verspannung. Aufgrund unserer umfangreichen Vorarbeiten können wir für die an diesem Schwerpunktprogramm beteiligten Probenhersteller ortsaufgelöste Raman- und Kathodolumineszenz-Messungen zur Charakterisierung ihrer Proben (auch in Verbindung mit einer TEM-Präparation) durchführen und ihnen so quantitative Informationen über die oben genannten Materialparameter bereitstellen. Die bereits bewährte enge Zusammenarbeit und Rückkopplung mit den Probenherstellern und den Theoriegruppen ist für das Projekt von grundlegender Bedeutung. Ein Schwerpunkt dieses Projektes befaßt sich mit der mikroskopischen Untersuchung und Charakterisierung selektiv gewachsener Proben. Hauptmotivation hierfür ist die drastische Herabsetzung der Versetzungsdichte im Material, welches eine entscheidende Voraussetzung für die Langlebigkeit optischer Bauelemente ist. Hier können wir unsere Erfahrungen auf dem Gebiet der Mikro-Charakterisierung von epitaktisch lateral überwachsenen (ELO) GaN-Proben und selektiv gewachsenen Pyramiden einbringen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
