Einfluss der freien Ladungsträgerdichte auf die Kernstruktur und die elektronischen Eigenschaften von Versetzungen in Galliumnitrid

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Seibt
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323634749

Der Ausgangspunkt dieses Projektes, das in Kooperation der Petersburg State University und der Georg-August-Universität Göttingen durchgeführt wird, ist die Hypothese, dass der Einfang freier Elektronen in Zustände, die auf den Stapelfehler aufgespaltener Versetzungen in GaN zurückzuführen sind, die Kernstruktur der Versetzung beeinflussen und somit eine Rückwirkung auf deren elektronische und optische Eigenschaften haben. Hier soll erstmals der Einfluss der freien Ladungsträgerdichte in GaN auf die Kernstrukur von Gleitversetzungen systematisch untersucht werden und mit deren elektronischen und optischen Eigenschaften in Beziehung gesetzt werden. Versetzungskorrelierte Lumineszenz und elektronische Zustände werden an denselben Versetzungen untersucht, deren Kernstruktur mittels hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt wird. Ein weiterer Aspekt der elektronischen Anregung ist die Bewegung der Versetzungen, die hier ebenfalls quantitativ analysiert werden soll. Eine wesentliche Implikation dieser Fermi-Niveau-abhängigen Versetzungskernstruktur und -lumineszenz wäre die Möglichkeit, beide Eigenschaften elektronisch zu schalten, etwa durch die an einer Versetzungen enthaltenden Schottky-Diode angelegten Spannung. Hier könnte die Lumineszenz für Versetzungen in der Raumladungszone einer Schottky-Diode zwischen etwa 3.15 und 3.35eV geschaltet werden. Ein perspektivisches Ziel dieses Projektes ist es, den Weg für die Realisierung von Leuchtdioden auf der Basis der versetzungkorrelierten Lumineszenz in GaN zu eröffnen. State-of-the-art Waferbonding kombiniert mit dem SmartCut haben für Silizium bereits die Herstellung von schraubenversetzungsnetzwerken ermöglicht, die eine effiziente versetzungskorrelierte Lumineszenz im Infaroten zeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Oleg Vyvenko